高能宇宙射线来自我们银河系的哪里？宇宙射线是什么？

　　天文学家长期以来一直想知道高能宇宙射线来自我们银河系的哪里。现在，高海拔水切伦科夫实验(HAWC)天文台的新观测揭示了一个不太可能的候选者：一个平凡的巨大分子云。

　　宇宙射线根本不是射线，而是几乎以光速在宇宙中巡游的微小粒子。它们可以由电子，质子甚至重元素的离子组成。它们是在整个宇宙中以各种高能过程产生的，从超新星爆炸到恒星融合，再到气体被黑洞吸走的最终疯狂时刻。

　　宇宙射线具有各种能量，通常来说，高能宇宙射线比低能宇宙射线更稀有。这种关系在特定的能量（10 ^ 15电子伏特）下以非常微小的方式变化，这称为“膝盖”。电子伏特（eV）只是粒子物理学家享受测量能级的方式。为了进行比较，地球上最强大的粒子对撞机大强子对撞机可以达到13 X 10 ^ 12 eV，通常表示为13兆电子伏特或13 TeV。

　　能量超过10 ^ 15 eV时，宇宙射线比您预期的稀有得多。这使天文学家相信，在此能级以上的任何宇宙射线都来自银河系外部，而银河系内部的过程能够产生高达10 ^ 15 eV的宇宙射线。

　　对于那些在家中保持分数的人来说，产生这些宇宙射线的任何事物都将在希腊语前缀的“peta”范围内，因此，比我们最好的粒子加速器（漫游在银河系中的天然“ PeVatrons”）强大1000倍以上。

　　任务很简单：在银河系中找到PeV级宇宙射线的来源。但是，尽管他们精力充沛，却很难查明他们的起源。那是因为宇宙射线是由带电粒子构成的，并且带电粒子通过星际空间传播时会响应我们银河系的磁场。因此，当您看到高能量的宇宙射线从天空中的特定方向发出时，你实际上不知道它真正来自哪里——它的路径在通往地球的旅程中弯曲了。

　　但是，除了直接寻找宇宙射线之外，我们还可以搜索它们的某些亲戚。当宇宙射线意外撞击星际气体云时，它们会发出伽马射线，这是一种高能辐射形式。这些伽玛射线直线穿过银河，使我们能够直接查明它们的起源。

　　因此，如果我们看到强烈的伽玛射线发射源，则可以寻找附近的PeV宇宙射线源。

　　这是一组研究人员使用的方法，他们使用了位于墨西哥中南部塞拉内格拉火山的HAWC。HAWC用一系列装满超纯水的水箱“凝视”天空。当高能粒子或辐射进入储罐时，它们会发出蓝光，使天文学家能够将源头追溯到天空。

　　最近发表的一篇论文中，天文学家发现了超过200 TeV的伽玛射线源，这只能由更强大的宇宙射线（达到PeV尺度的那种宇宙射线）才能产生。该源称为HAWC J1825-134，大致位于银河系中心方向。HAWC J1825-134在我们看来像是一道明亮的伽马射线斑点，被未知的宇宙射线源所照亮，这也许是银河系中已知的最强大的宇宙射线源。

　　在HAWC J1825-134的几千光年内，有一些通常的可疑高能宇宙射线源，但没有一个能轻易解释该信号。

　　例如，银河系中心本身是已知的强烈宇宙射线作用的产生者，但与HAWC J1825-134的距离太远，因此与该测量值无关。

　　有一些超新星遗迹，超新星确实很强大。但是HAWC J1825-134区域的所有超新星都在很久以前爆炸了——太久以前了，现在不可能产生这些高能宇宙射线。

　　脉冲星——大质量恒星快速旋转的密集残余核心——也产生大量宇宙射线。但是它们离伽马射线源太远了——脉冲星发出的电子和质子的能量不足以穿越数千光年到达伽马射线发射的位置。

　　令人惊讶的是，这些打破纪录的宇宙射线的来源似乎只不过是巨大的分子云。这些云层是巨大的，笨拙的野蛮人，充满尘埃和气体，在银河系中漫游。它们偶尔会自我收缩并变成星星，但否则它们可以保持凉爽和松弛数十亿年，不会对任何人造成任何严重威胁。除非你有好的红外望远镜，否则几乎看不到。

　　位于云复合体内的是一群新生恒星，但即使是最古怪、最吵的小恒星也被认为不够强大，不足以发射这样的宇宙射线。研究人员自己承认，他们不知道这片云是如何做到的，但不知何故，当没有人注意的时候，它产生了整个银河系中一些最强大的粒子。