無明顯來源 能量異常高

“天照”粒子：新的宇宙之謎

科技日報北京11月23日電（記者張夢然）一個高能粒子從太空墜落到地球表面，目前尚不清楚它來自何處，甚至不清楚它到底是什么。這聽起來像是科幻小說中的情節，但實際上是科學現實。這種能量超過240艾電子伏特（EeV，1018電子伏特）的銀河系外粒子，是研究人員較早時間通過望遠鏡陣列實驗的表面探測器探測到的，研究結果發表在最新一期《科學》雜志上。

超高能宇宙射線（UHECR）是來自太空的亞原子帶電粒子，其能量大于1EeV，大約是人造粒子加速器所能達到能量的100萬倍。

罕見的UHECR的起源被認為與宇宙中最具能量的現象有關，例如涉及黑洞、伽馬射線暴和活動星系核。然而，關于這些粒子的物理和加速機制仍然未知，因為這種探測對儀器的收集能力要求非常高。

日本大阪都立大學副教授藤井敏博和一個國際科學家團隊自2008年以來一直在進行望遠鏡陣列實驗。這種專門的宇宙射線探測器由507個閃爍體表面站組成，覆蓋了美國猶他州700平方公里的廣闊探測區域。2021年5月27日，研究人員檢測到一個能量水平高達244EeV的粒子。

鑒于該粒子的異常高能量，它的到達方向應該與其來源更緊密相關。然而，研究結果表明，它的到達方向沒有顯示明顯的源星系或任何其他已知的天體。相反，它指向宇宙大尺度結構中的空洞——一個很少有星系“居住”的區域。這表明它擁有銀河系外鄰域的未知來源，又或是人們對相關高能粒子物理學的理解不完整。

在該粒子的眾多候選名稱中，藤井團隊最終選定了以日本神話中的太陽女神“Amaterasu”（天照）來命名。“天照”粒子也許和太陽女神一樣神秘，它從哪里來的？到底是什么？破解這些問題有望為闡明宇宙射線的起源鋪平道路。