2021年,一顆以日本太陽神命名的粒子撞向地球。它的能量是歐洲大型強子對撞機(LHC)所能產生粒子的4000萬倍——相當于一顆高速飛行的網球,全部壓縮進一個微觀粒子。這顆"天照粒子"(Amaterasu particle)是人類探測到的第二強宇宙射線,僅次于1991年那枚被命名為"哦我的上帝"(Oh-My-God particle)的神秘訪客。
但詭異的是,天照粒子似乎來自一片虛空。沒有恒星,沒有黑洞,沒有任何已知的天體活動跡象。這個方向上的宇宙,安靜得不像話。
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賓夕法尼亞州立大學Eberly科學學院的Kohta Murase團隊最近提出了一個新解釋。他們認為,這些超高能宇宙射線可能并非來自我們此前猜測的質子,而是比鐵更重的原子核。這一假設如果成立,將徹底改寫我們對宇宙加速器機制的理解。
過去60多年,天體物理學家一直在尋找這些粒子的源頭。候選名單包括:大質量恒星坍縮形成中子星或黑洞的過程,以及兩顆中子星的碰撞。為了理解后者的暴力程度,不妨想象:中子星的物質密度高到一茶匙就能重達1000萬噸——相當于8.5萬頭成年藍鯨的質量。把太陽級別的質量壓縮到直徑約20公里,再讓兩個這樣的天體相撞,釋放的能量確實驚人。
但能量只是問題的一半。Murase指出,超高能宇宙射線只能由宇宙中最強大的源頭加速。當科學家在地球上探測到單個粒子時,理論上可以通過能量、到達方向和預期的磁場偏轉來反推其來源。然而,重原子核在星際磁場中的行為與質子完全不同——它們更容易偏轉,也更難追蹤。
如果天照粒子確實是重核,那么它看似來自虛空的現象就有了解釋:它的實際源頭可能被磁場"藏"了起來,或者我們之前對星際磁場的模型存在偏差。這個60年的謎題,或許正迎來第一個真正的突破口。
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