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研究表明:低活动性的黑洞可能才是高能宇宙粒子的主要“工厂”

Chloe Ma

产业

宇宙充满了高能粒子,例如X射线、伽马射线和中微子。伽马射线是高能光子,其能量比可见光高许多数量级。太空卫星已经探测到能量从兆电子到千兆电子伏特的宇宙伽马射线。中微子是质量接近于零的亚原子粒子。它们很少与普通物质相互作用。冰立方中微子天文台的研究人员也测量到了高能宇宙中微子。

伽马射线和中微子都应该由强大的宇宙射线加速器或宇宙中的周围环境产生。然而,它们确切的起源仍然未知。人们普遍认为,活跃的超大质量黑洞(所谓的活跃星系核),尤其是那些拥有强大喷流的黑洞,是最有希望的高能伽马射线和中微子发射器。

然而,最近一项国际研究表明,活跃的超大质量黑洞并不能观察到伽马射线和中微子,相反低活动性的黑洞可能才是高能宇宙粒子的主要工厂。

当物质落入黑洞时,会释放出巨大的引力能量。这个过程加热气体,形成高温等离子体。由于冷却效率低下,低活动性黑洞的温度可高达数百亿摄氏度,而等离子体可产生兆电子伏特范围内的伽马射线。

在等离子体中,质子可以被加速到比大型强子对撞机(最大的人造粒子加速器)所达到的能量还高一万倍的能量。加速的质子通过与物质和辐射的相互作用,产生高能中微子,这就表示低活动性的黑洞可能才是高能宇宙粒子的主要工厂。

该项研究的成果被发表在了《自然通讯》期刊上。

前瞻经济学人APP资讯组

参考资料:https://www.sciencedaily.com/releases/2021/09/210924104306.htm


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