科普 先进传感器跟踪宇宙射线 揭开其起源之谜

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先进传感器跟踪宇宙射线　揭开其起源之谜
2008-01-04 08:25:12　来源: 网易探索(广州)　
　　科学家制造出一种地面仪器，可以通过宇宙射线粒子及其蓝色闪光，继而全面了解星系，揭示宇宙射线粒子的能量之谜。



宇宙射线模拟图





HESS望远镜阵列


网易探索1月4日讯，据美国太空网报道，美国芝加哥大学的科学家开发了一种先进传感器仪器，可探测宇宙射线粒子及其蓝色闪光，可望很快揭开猛烈撞击地球大气的宇宙射线起源之谜。其建造成本比气球和卫星还要少。

之前认为宇宙射线来自星系中心或附近的超新星，了解其起源将帮助天文学家更好地绘制更加精确的宇宙图。美国芝加哥大学物理学家斯科特·沃克利说：“宇宙射线不是星系中的观众，而在星系动力学中发挥着重要作用。为全面了解星系，我们得了解宇宙射线。”

然而，科学家通常是通过地面或太空仪器来了解宇宙射线。气球和卫星用来探测第一次蓝色闪光，即我们知道的切伦科夫辐射――这是当宇宙射线猛烈撞击地球上层大气并释放能量时，发出蓝色闪光。之后，宇宙射线爆裂开来，并第二次发出蓝色闪光。地面传感器通常只能探测第二次闪光。

数万粒子在一天里轰击小停车场大的区域，但稀少的高能粒子在一年里很少轰击同一片区域。由于卫星和气球升入到了空中，更加适合做这一探测工作，但它们只能覆盖很小的区域。沃克利说：“一颗4亿美元的卫星一年只能发现一二次粒子，但我们想要发现成千上万次。我们总想采用新办法来做此事。”

沃克利与同事制造了一种地面仪器，能探测第一和第二次闪光。此仪器分辨率和功率较现有地面探测器强大约10倍。科学家通过利用此二次蓝色闪光信息来识别粒子是什么元素，来源在哪。比如，有些粒子将更可能来自超新星的猛烈喷发。”

没有人想到地面仪器能探测到第一次闪光，直到沃克利在2001年提出这一说法，才意识到这也是不错的办法。纳米比亚科学家证实了能将此想法应用到名为HESS的望远镜阵列中。组成HESS系统的望远镜占地为107平方米，每一部上均安装有960个高灵敏度的感光元件。之后，沃克利采用名VERITAS的望远镜阵列打造了自己的天文台。其目的是与空中高精度的传感器联手进行大区域的探测。

此改进仪器还能帮助揭示宇宙射线粒子的能量之谜。高能粒子比低能粒子要稀少得多，但总归还是有的。一些研究人员表示产生宇宙射线的超新星可能会突然爆发高能粒子。不过，这还有待科学家进一步证实。（尼特）