由于某种原因,外部宇宙射线无法进入银河系中心。

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银河系的中心区域。ESO

中国科学院科学家11月9日在《自然·通讯》发表文章,他们发现星系中心周围有一道无形的屏障,可以阻挡大部分宇宙射线从星系中心发出。从外面进入银河系的中心。

银河系的中心距离我们有26000光年。从地球上看,它位于射手座。银河系中心有一个质量是太阳400万倍的黑洞。黑洞周围环绕着恒星。银河黑洞周围的恒星密度是太阳系周围1光年内恒星密度的100万倍。

在这样一个极端的地方,还隐藏着一个巨大的天然粒子加速器(应该就是那个黑洞),能够将质子和电子加速到接近光速。这种高速粒子流被称为宇宙射线。宇宙射线也穿过星系,因为几乎每个大星系的中心都会产生这种射线流。当宇宙射线与星系的磁场相互作用时,它们形成了一个大致均匀的射线海,“浸透”了整个星系。

我们无法直接看到宇宙射线,但是当它们撞击物质粒子时,它们会产生伽马射线。于是研究人员采用了一种间接的方法,通过观测伽马射线,来了解银河系不同区域宇宙射线密度的差异。

在对比了银河系宇宙线海的密度和星系中心的宇宙线密度后,研究人员发现了一个有趣的现象:星系中心的宇宙线密度远低于星系中心的宇宙线密度。银河系的其余部分。

研究人员发现,宇宙射线的密度就在银河系中心区域的边界内急剧下降。那里似乎有一道无形的屏障,只允许星系中心产生的宇宙射线离开,却不允许外界射线进入。这是一个很奇怪的现象。

形成这个屏障的力量和机制仍然是个谜。研究人员推测了几种可能性。一是银心附近浓密的尘埃气体云发生了自我坍缩,压缩了银心周围的磁场,形成了外界射线无法进入的屏障;另一种是银心附近大量恒星产生的星风形成一堵“墙”挡住外界射线,将银心与射线海隔绝开来。

参考
AGeV-TeV粒子成分与中心分子区宇宙射线海的势垒
https://www.nature.com/articles/s41467-021-26436-z