外太空高能粒子不断撞击地球，科学家正好拿来研究！

来自外太空的高能粒子不断撞击地球，是天体物理学中最具挑战性的公开问题之一。最新发表在《皇家天文学会月刊》上的新研究揭示了这些高能粒子的起源。

100多年前最初发现这一想象时，人们相信宇宙射线是由冲击波产生的。例如，超新星爆炸产生的射线。在宇宙中能量最大的宇宙射线携带的能量是粒子对撞机产生的能量是10到1亿倍，比如欧洲核子研究中心的大型强子对撞机。

蟹状星云是近1000年前，也就是公元1054年发生的一次超新星爆炸的遗迹，是天文学史上研究最好的天体之一，也是已知的宇宙射线源。它发出的辐射穿过整个电磁波谱，从伽玛射线，紫外线和可见光到红外线和无线电波，天体物理学家可以构造出详细的模型来尝试再现这些粒子所释放出的辐射。

在新的研究中，由美国亚利桑那大学和德国波尔波茨坦大学的研究人员揭示了蟹状星云的电磁辐射流可能起源于不同的方式，根据普遍接受的模型，一旦粒子到达一个激波边界，由于磁湍流，它们会多次反射回来。在这一过程中，他们获得了能量，类似于网球在两个相互靠近的球拍之间弹跳的过程，并被推得更近更接近光速。这样的模型遵循了1949年意大利物理学家恩里科·费米提出的一个想法。

研究人员表示，“目前的模型不包括当粒子达到最高能量时发生的情况，只有当我们包含一个不同的加速过程时，在这个过程中，高能量粒子的数量比低能量的速度下降得更快，我们才能解释看到的整个电磁波谱。这告诉我们，虽然激波是粒子加速的来源，但其机制必须是不同的。新结果代表了我们对宇宙物体中粒子加速的理解的一个重要进展，有助于解释宇宙中几乎所有地方都能发现的高能粒子的起源。”

结论是，在宇宙中粒子的加速过程中，需要一个更好的理解，当粒子的能量变得非常大时，加速度是如何工作的。一些NASA的任务，包括ACE，立体声和风，都致力于研究太阳表面等离子体爆炸所产生的类似冲击，并在不久的将来为这些效应提供了重要的见解。