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科学家破解银河宇宙射线中的高能重元素之谜

admin 科技 2021-08-21 9 0

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科学家们行使美国西南“nan”研究院(SwRI)向导的磁层多尺度义务(MMS)的数据来注释银【yin】河宇宙射线(GCR)中存在的高能重元素。 银河系宇宙射线是由快《kuai》速移动的高能粒子组成的,大部门是称为质子【zi】的氢离 li[子,是宇宙中“zhong”最轻和最厚实的(de)元素。科学家们耐久 jiu[以来一直在 zai[争论GCR中的微量重离子是若何被加速的。

弥留的恒星的超新星爆炸发生伟大的打击波,在周围的空间流传,将其路径上的离子加速『su』到『dao』异常高的能量,形成GCR。重离子若何被引发和加速是很主〖zhu〗要的,由于它们影响(xiang)了整个宇宙中质量的重「zhong」新分配,对于形成更重的、化学上更庞大的【de】元素是必不能少的。它们还影响到我们对天体物理结构的感『gan』知方式。

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“重离子被以为对传入的打击波不敏感,由于它们的数目较少,而打击能量绝大部门被占优势的质子所消耗。想象一下站在沙滩上,海浪移动你脚下的【de】沙子,而你却留在原地,”SwRI的Hadi Madanian博士说,他是揭晓在《天体物理学杂志》上关于这项研究论文的主要作者。“然而,关于重离子在打击条件下的行为的主流看法并不总是我们在对 dui[近地空间环境的高分辨率MMS考察中所看到的。”

打击征象也发生在近地环境中(zhong)。太阳的磁场被超音速(su)的太阳风带过行星际空间,太阳风被地《di》球的磁层阻(zu)挡和〖he〗转移,磁层是我们“men”母《mu》星周围的珍爱“气泡”。这个相互作用的区 qu[域由于其弯曲的形状而被《bei》称为“弓形打击”。地球『qiu』的弓形震荡形成的规模比超新星震荡小得多。然而,在某些时刻,这种小型打击的条件与超新星「xing」残余物的条件相似。研究小组行使MMS航天器在弓形打击的高分辨率原位丈量,研究重离子是若何被加速的。

"我们考察‘cha’到弓形打击四周磁场的【de】强烈放大,这是一个与超“chao”新星残骸等强打击有关 guan[的已知特征。然后我们剖析了差其余离子种类在遇到弓形打击时是若何显示的,"Madanian说。"我们发现,这些增强的场显著地改变了重离子的轨迹,将它们重新导向打击的加速区。"

虽然这种行为没有预期「qi」会发生在重离子上,但研究小组在粒子中发现了这个历程的直接证据,这些氦离子的质量是质子的四倍,电荷是质 zhi[子的两倍。

"MMS 考察的卓越分辨率让我们对《dui》打击波若何引发重元素有更清晰的领会。我们将能够行使这种新的明晰来改善我们在天体物理打击下宇宙射线“xian”加速的盘算机模子,"这篇论文的配相助者、伦敦玛《ma》丽女王大学的数【shu】学和(he)天文学教授David Burgess说。“新的发现对宇宙射线的组成和考(kao)察到的天体物理结构的辐射光谱有重大影响。”

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