天文学家发现隔离开银河系中心和宇宙射线海的巨大“屏障”

有某种神秘物体阻止宇宙中速度最快的粒子进入银河系的中心

艺术家根据费米伽马射线望远镜的观测数据，绘制的银河系中心图像（图源：美国宇航局戈达德）

一项最新研究表明，银河系中心可能比天文学家的想象还要离奇。

为了这项研究，中国科学院南京分院的一个研究小组调查了一张放射性伽马射线地图。伽马射线是宇宙中光的一种形式，且能量最高。当极端高速粒子即宇宙射线，与普通物体相撞，在我们星系里面和周围发生爆炸时，这种伽马射线就产生了。

该地图显示，银河系中心附近似乎有某种神秘物体，将粒子加速到令人震惊的速度，非常接近光速，并且在银河系的中心外部产生大量的宇宙射线和伽马射线。然而，该研究小组发表在11月9日《自然通讯》杂志上的报告指出：即使银河系中心将高能辐射的风暴不断吹向太空，银河系核心附近的神秘物质也能阻止大部分来自宇宙其他地区的宇宙射线进入银河系中心。

研究人员把这种效应表述为一个隐形的“屏障”，包裹着银河系中心，致使那里的宇宙射线密度远远低于我们银河系其他地方的基线水平。换句话说，宇宙射线能够从银河系中心出来，却很难进入。

但是这些宇宙射线屏障是如何运行的，或为什么会存在，仍然是个谜。

藏身银河系中心的怪物

我们的银河系中心位于人马座，距离地球约26，000光年。那是个拥挤而富集尘埃的地方，因为每光年容纳的恒星数量是整个银河系的100多万倍，并且这些数量庞大的恒星被一个巨大的黑洞包裹着，该黑洞的质量为太阳的四百万倍。

科学家对此早有怀疑，这个名为人马座A*的黑洞，或许就是银河系中心的那个物体，这个物体把质子和电子加速到接近光速，产生宇宙射线，射穿整个银河系，并进入星系间空间。这些射线在我们整个银河系磁场中传播，创造了一种高能粒子海洋，密度均匀地分布在银河系中，这个稳定的粒子汤被称为宇宙射线海。

在新的研究中，研究者把射线海中的宇宙射线密度，和银河系中的宇宙射线密度进行了比较。宇宙射线不能被直接看见，但科学家可以在宇宙的伽马射线地图里发现它们的踪迹，这个地图非常有效地显示了宇宙射线与某种类型的物体会在何处相撞。

对费米大面积望远镜的观测数据进行分析，研究小组证实了银河系中心确实有某种物体，充当巨型粒子加速器，向银河系射出宇宙射线。人马座A*就是可能的罪魁祸首之一，因为理论上，黑洞仍然可以向太空射出一些粒子的，即使它们吞噬周围的一切物质。《生活科学》杂志之前有报道过：古代超新星的残余，甚至来自许多聚集在银河系中心的恒星的强烈恒星风。

然而，地图也揭示了这个神秘屏障有某个清晰的节点，该节点显示了宇宙射线的密度在银河系中心的边缘大幅下降。造成这种现象的来源更难确定，研究人员说，也许与我们银河系密集核心附近的磁场混乱相关。

例如，研究小组在论文中提出，聚集在银河系中心附近浓密的尘埃和气体云可能自身发生坍塌，压缩了该处的磁场，从而产生了防宇宙射线屏障，或者可能是来自银河系中心的大量恒星的恒星风正在反击宇宙射线，如同太阳风一样。

我们银河系深处到底有什么样离奇的故事有待科学家们进一步的探索研究。

相关知识

宇宙线亦称为宇宙射线，是来自外太空的带电高能亚原子粒子。它们可能会产生二次粒子穿透地球的大气层和表面。射线这个名词源自于曾被认为是电磁辐射的历史。主要的初级宇宙射线成分在地球上一般都是稳定的粒子，像是质子、原子核、或电子。但是，有非常少的比例是稳定的反物质粒子，像是正电子或反质子，这剩余的小部分是研究的活跃领域。

BY: Brandon Specktor

FY: 萱儿

如有相关内容侵权，请在作品发布后联系作者删除

转载还请取得授权，并注意保持完整性和注明出处