星际与星系际介质
宇宙射线
/ KOZ-mik /
尽管名字里有“射线”,宇宙射线其实根本不是光线——它们是微小的粒子,大多是原子被剥光的裸核,以极接近光速的速度穿行于太空。它们日夜不停地落向地球,每秒有几十个无害地穿过你的身体,而它们来自散布在银河系内外的种种剧烈事件。
大多数宇宙射线是单个质子(氢核),其中一小部分是较重的核和电子。它们之非凡,在于其能量:最快的那些,把一记击中的网球的冲击力,浓缩进了单个亚原子粒子之中——比人类加速器能达到的高出数百万倍。能量较低的来自太阳,而能量较高的银河系宇宙射线,则被认为是由超新星爆炸的激波加速的——激波能把粒子在爆炸锋面来回抛掷,每来回一次就提一次速。由于它们带电,星系的磁场会把它们的路径弯折成纠缠的螺旋,所以等它们抵达时,原本的方向早已被打乱,我们无法简单地循迹追回它们的源头。
宇宙射线是星际介质中一种活跃的成分,而不只是过往的车流。它们电离并加热致密云深处那些星光无法到达的冷气体,驱动着构筑分子的化学反应。它们还帮助决定那把星系气体撑起的压力。能量最高的那些宇宙射线远为稀有,很可能来自我们星系之外,至今仍是一个真正的谜——我们仍不确定,是什么样的自然引擎能把单个粒子加速到如此惊人的能量。
当一个宇宙射线质子撞入高层大气,它会碎裂成一连串次级粒子——一场覆盖大片区域、如雨而下的“空气簇射”——地面上的探测器捕捉这些碎屑,以重建出原始粒子的能量。
单个宇宙射线引发一场次级粒子的空气簇射。
宇宙“射线”是粒子,而非电磁辐射;又因为它们带电的路径被磁场弯折,它们抵达的方向并不是其源头所在的方向。这正是为什么确定它们的来处如此困难。
又称
另见