星際與星系際介質
宇宙射線
/ KOZ-mik /
儘管名字裡有「射線」,宇宙射線其實根本不是光線——它們是微小的粒子,大多是原子被剝光的裸核,以極接近光速的速度穿行於太空。它們日夜不停地落向地球,每秒有幾十個無害地穿過你的身體,而它們來自散布在銀河系內外的種種劇烈事件。
大多數宇宙射線是單個質子(氫核),其中一小部分是較重的核和電子。它們之非凡,在於其能量:最快的那些,把一記擊中的網球的衝擊力,濃縮進了單個亞原子粒子之中——比人類加速器能達到的高出數百萬倍。能量較低的來自太陽,而能量較高的銀河系宇宙射線,則被認為是由超新星爆炸的激波加速的——激波能把粒子在爆炸鋒面來回拋擲,每來回一次就提一次速。由於它們帶電,星系的磁場會把它們的路徑彎折成糾纏的螺旋,所以等它們抵達時,原本的方向早已被打亂,我們無法簡單地循跡追回它們的源頭。
宇宙射線是星際介質中一種活躍的成分,而不只是過往的車流。它們電離並加熱緻密雲深處那些星光無法到達的冷氣體,驅動著構築分子的化學反應。它們還幫助決定那把星系氣體撐起的壓力。能量最高的那些宇宙射線遠為稀有,很可能來自我們星系之外,至今仍是一個真正的謎——我們仍不確定,是什麼樣的自然引擎能把單個粒子加速到如此驚人的能量。
當一個宇宙射線質子撞入高層大氣,它會碎裂成一連串次級粒子——一場覆蓋大片區域、如雨而下的「空氣簇射」——地面上的探測器捕捉這些碎屑,以重建出原始粒子的能量。
單個宇宙射線引發一場次級粒子的空氣簇射。
宇宙「射線」是粒子,而非電磁輻射;又因為它們帶電的路徑被磁場彎折,它們抵達的方向並不是其源頭所在的方向。這正是為什麼確定它們的來處如此困難。
又稱
另見