El artículo relevante fue publicado en la revista académica de renombre internacional "Nature Communications" el 11.9 hora local. El autor es Fan, investigador del Observatorio de la Montaña Púrpura de Nanjing de la Academia de Ciencias de China.
Huang Xiaoyuan señaló que los rayos cósmicos son también las partículas mensajeras más conocidas, además de las ondas electromagnéticas, y nos aportan mucha información fuera del sistema solar. El estudio de los rayos cósmicos también es extremadamente importante para la detección indirecta de materia oscura, lo que puede conducir a una nueva física.
Los rayos cósmicos son partículas de alta energía que se originan fuera del sistema solar y eventualmente llegan a la Tierra. Anteriormente se pensaba que los rayos cósmicos de la Vía Láctea se distribuían en la Vía Láctea en una forma de "mar" relativamente suave.
Específicamente, los rayos cósmicos en la Vía Láctea pueden ser acelerados por ondas de choque de restos de supernovas o vientos estelares de estrellas masivas. Estas partículas relativistas cargadas se difundirán luego en el campo magnético galáctico y pueden sufrir procesos como reaceleración, convección, fragmentación por colisión y pérdida de energía, lo que en última instancia dará como resultado que el "mar" de rayos cósmicos se encuentre en un estado aproximadamente estable a gran escala. con una distribución relativamente espacial Suave, sin mutaciones.
Sin embargo, todavía existen algunas incertidumbres sobre el origen de la aceleración de los rayos cósmicos.
"Dentro de la Vía Láctea, los remanentes de supernova generalmente se consideran buenos candidatos para fuentes de aceleración, pero los estudios teóricos creen que es más difícil que los remanentes de supernova aceleren los rayos cósmicos a PeV. Debido a que los rayos cósmicos chocan con el interestelar medio para producir rayos gamma, por lo que los rayos gamma pueden usarse para estudiar las propiedades de las fuentes de rayos cósmicos", dijo Huang Xiaoyuan.
Sin embargo, para comprender los rayos cósmicos de energía extremadamente alta (TeV-PeV), es necesario explorar más a fondo los diferentes componentes de emisión en la zona molecular central (CMZ).
Huang Xiaoyuan y sus colegas volvieron a analizar los datos de la CMZ galáctica del Telescopio de Campo Grande Fermi e identificaron un componente de rayos cósmicos GeV-TeV (un componente de baja energía de las primeras fuentes de TeV-PeV). Los autores creen que esto respalda la idea de disponer de aceleradores de partículas de alta energía en los centros de las galaxias. Los autores también encontraron que la densidad de energía estimada de los rayos cósmicos CMZ es menor que la densidad de energía del componente "mar" de los rayos cósmicos. Creen que esto indica una barrera que impide que las partículas penetren en el mar de rayos cósmicos hacia la CMZ.
"En 2016, el grupo experimental de Hess analizó la radiación difusa de rayos gamma en el área cercana a Yinxin y creyó que las actividades pasadas del agujero negro de Yinxin podrían acelerar los rayos cósmicos y acelerarlos a PeV. Esto es humano Se descubre la primera posible fuente de rayos cósmicos PeV", afirmó Huang Xiaoyuan. La fuente de la aceleración probablemente esté relacionada con la actividad del agujero negro supermasivo con un núcleo de plata.
Espectro de energía gamma de la radiación de rayos cósmicos acelerada por un núcleo de plata
En este estudio publicado, el equipo de investigación utilizó datos de rayos gamma del satélite Fermi para analizar la distribución del espectro de energía y el espacio. En términos de distribución, se confirma la existencia de aceleradores de rayos cósmicos con núcleo de plata a energías más bajas. El equipo demostró una contraparte de baja energía del acelerador PeV descubierto por Hess et al.
"Además, nos sorprendió descubrir que el fondo difuso de rayos cósmicos en la Vía Láctea está bloqueado y no puede extenderse al área cercana al centro galáctico. Por lo tanto, los rayos cósmicos cerca del centro galáctico son principalmente causado por las actividades pasadas del centro galáctico. Está compuesto por rayos cósmicos recientemente acelerados", dijo Huang Xiaoyuan.
El equipo de investigación descubrió que la densidad de energía de los rayos cósmicos en el área central de la nube molecular cerca del centro de la Vía Láctea es menor que la del "mar" de rayos cósmicos fuera de la nube cuántica. Esto significa que la nube molecular central impide que las partículas de alta energía del "mar" de rayos cósmicos penetren en esta región. La razón física puede ser que el campo magnético en la nube molecular es más fuerte, protegiendo las partículas de rayos cósmicos en la nube molecular.
En nuestro sistema solar se ha observado un efecto de protección magnética similar, que es el efecto de modulación solar de los rayos cósmicos. Nuestra galaxia en su conjunto es similar a una barrera de este tipo, que mantiene los rayos cósmicos de baja energía fuera de la galaxia.
El equipo de investigación concluyó que el futuro modelado 3D del centro galáctico puede ayudarnos a comprender el origen de los rayos cósmicos y su propagación en el centro galáctico.
Revisión: Zhang Yan