天文学家发现宇宙中神秘莫测的巨型粒子加速器(图)

当科学家们在为即将建成的瑞士“大型强子对撞机”(LHC)的强大能量而欢呼雀跃时,天文学家们却在遥远的宇宙里发现了环绕在一个星系团周围的神秘环状物质,它将使瑞士LHC黯然失色。

一个国际天文研究小组,通过在美国新墨西哥州Socorro的超大天线阵列(VLA)射电天文望远镜,发现了这个能量比瑞士LHC大无数倍的巨型磁性环状结构。这个发现将为研究星系团的形成带来新的曙光,甚至可能揭开高能宇宙射线的起源之迷。

正如恒星与行星起源于松散的尘埃和气体云团一样,星系也是起源于大得多的凝结块。当星系在空间移动时,自身巨大的引力将持续拖动环绕周围的尘埃及气体云。当它们发生碰撞或凝结成团时,产生的巨大能量将压缩和加热云团。在距离地球6亿光年以上的Abell3376星系团里,研究小组发现了由长度达到6百万光年左右的巨大磁性粒子流组成的“环状带”。

位于印度Pune的校际天文及天体物理中心(Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics)的Joydeep Bagchi称,令人惊奇的是,环内的电子及其他粒子似乎受到超巨型直线加速器的推动而发生离心作用,虽然它们位于密度极低的星系际介质区域。这暗示环状带的形成存在着一个巨大的能量源,它的能量足以使太阳燃烧20万亿年。它也足以产生地球设备可检测到的、使科学家们迷惑了数十年的宇宙射线中的高能粒子。

研究小组的报告认为,最可能的原因是星系团周围的气体云团以数千公里/秒的速度相互碰撞时产生的震动波。Bagchi称,这就像飞机从你身边经过时产生的音爆,相信在Abell3376星系团里发生了类似的情形,只不过是用环状射线结构来表现震动波。

德国Garching马克斯-普朗克天体物理研究所的Torsten Ensslin称,产生震动波的真正机理现在还不清楚,可能存在两种原因。一种是星系际云团的正面碰撞产生的,另一种可能是由于重力作用将边缘物质向中心拉近而产生的震动波。他认为,无论如何震动波都应是粒子加速的起因,和高能宇宙射线产生的候选地点。