源自处女座的宇宙射线在银河系扭曲的磁力线中弯曲，因此它们从大犬座的方向撞击我们，俄歇在那里看到了其过剩的中心。 研究人员分析了不同能量的宇宙射线所产生的模式将如何变化。 他们始终发现与奥格数据的不同子集密切匹配。
研究人员关于超高能宇宙射线起源的“连续模型”是一种简化——并不是每块物质都会发射超高能宇宙射线。 但它的惊人成功表明，射线的实际来源是丰富的，并且均匀地分布在所有物质中，追踪大规模的结构。 这 根据一项研究，，它将出现在 天体物理学杂志信，赢得了广泛赞誉。 “这确实是一个了不起的一步，”沃森说。
某些股票立即上涨：特别是三种类型的候选天体，它们在宇宙中相对常见，但可能足够特殊以产生“天哪”粒子。
伊卡洛斯星星
2008 年，法勒和一位合著者 建议 称为潮汐破坏事件（TDE）的灾难可能是超高能宇宙射线的来源。
当一颗恒星拉动伊卡洛斯并距离超大质量黑洞太近时，就会发生潮汐膨胀。 恒星的正面感受到的重力比背面大得多，以至于恒星被撕成碎片并旋入深渊。 漩涡持续大约一年。 当它持续时，两股物质射流——破碎恒星的亚原子碎片——从黑洞朝相反的方向射出。 这些光束中的冲击波和磁场可能会共同将原子核加速到超高能量，然后将它们弹射到太空中。
每个星系中的潮汐破坏事件大约每 100,000 万年发生一次，这在宇宙学上相当于随时随地都在发生。 由于星系追踪了物质分布，潮汐膨胀现象可以解释 Ding、Globus 和 Farrar 连续模型的成功。
此外，TDE 相对短暂的闪现解决了其他难题。 当TDE的宇宙射线到达我们时，TDE已经黑暗了数千年。 来自同一 TDE 的其他宇宙射线可能会采取不同的弯曲路径； 有些可能要几个世纪才能到达。 TDE 的瞬态性质可以解释为什么宇宙射线的到达方向似乎没有什么模式，与已知物体的位置没有很强的相关性。 “我现在倾向于相信它们大多是短暂的，”法勒谈到射线的起源时说道。
最近的一项观察结果进一步推动了 TDE 假说 报道 自然天文学 在二月。
罗伯特·斯坦2019 年 XNUMX 月，该论文的作者之一正在加利福尼亚州操作一台名为 Zwicky Transient Factory 的望远镜，此时南极洲的 IceCube 中微子观测站发出了警报。 IceCube 发现了一个特别高能的中微子。 当能量更高的宇宙射线散射其产生环境中的光或物质时，就会产生高能中微子。 幸运的是，中微子呈中性，以直线向我们传播，因此它们直接指向其母体宇宙射线的来源。
斯坦因将望远镜转向冰立方中微子的到达方向。 “我们立即看到中微子到达的位置发生了潮汐破坏事件，”他说。
这种对应关系使得潮汐瓦解事件更有可能是超高能宇宙射线的至少一种来源。 然而，中微子的能量可能太低，不足以证明潮汐瓦解事件会产生最高能量的射线。 一些研究人员强烈质疑这些瞬变是否可以将原子核加速到观察到的能谱的最极端。 理论学家仍在探索这些事件最初如何加速粒子。
与此同时，其他事实也将一些研究人员的注意力转向了其他地方。
星爆超级风
俄歇望远镜和望远镜阵列等宇宙射线观测站也发现了一些热点——在最高能量宇宙射线到达方向上的小而微妙的集中。 2018年，奥杰 出版 将其热点与距此几亿光年范围内的天体物理物体的位置进行比较的结果。 （来自较远距离的宇宙射线会在中途碰撞中损失太多能量。）
在互相关竞赛中，没有任何类型的物体表现得特别好——考虑到偏转宇宙射线的经验，这是可以理解的。 但最强的相关性令许多专家感到惊讶：大约 10% 的射线来自所谓的“星爆星系”方向 13 度以内。 “它们本来就不在我的盘子里，”说 迈克尔昂格尔 卡尔斯鲁厄理工学院的教授，俄歇团队的成员。
没有人比这更激动 路易斯·安乔多基纽约城市大学雷曼学院的天体物理学家 建议 1999 年，星爆星系是超高能宇宙射线的起源。“我对这些事情可能有点偏见，因为我是提出现在数据所指向的模型的人，”他说。
星爆星系不断地制造出许多巨大的恒星。 大质量恒星在超新星爆炸中快速存活并早逝，而 Anchordoqui 认为 由所有超新星的集体冲击波形成的“超级风”将宇宙射线加速到我们检测到的令人难以置信的速度。
并非所有人都确信这种机制会起作用。 “问题是：这些冲击有多快？” 说 弗兰克·里格，海德堡大学天体物理学家。 “我应该期望它们达到最高能量吗？ 目前我对此表示怀疑。”
其他研究人员认为，星暴星系内的物体可能充当宇宙射线加速器，而互相关研究只是在大量其他物体上进行研究。 “作为一个将瞬态事件视为自然来源的人，这些事件在星暴星系中非常丰富，所以我没有遇到任何麻烦，”法勒说。
活跃星系
在互相关研究中，另一种物体的表现几乎但不如星暴星系：称为活动星系核（AGN）的物体。
活动星系核是“活跃”星系的白热中心，等离子体吞噬了中心的超大质量黑洞。 黑洞吸入等离子体，同时喷出巨大而持久的喷流。
被称为“无线电响亮”活动星系核的一个特别明亮的子集的高功率成员是宇宙中最明亮的持久物体，因此它们长期以来一直是超高能宇宙射线源的主要候选者。
然而，这些强大的无线电响度活动星系核在宇宙中太罕见，无法通过 Ding、Globus 和 Farrar 测试：它们不可能成为大型结构的示踪剂。 事实上，在我们的宇宙附近，几乎没有。 “它们是很好的来源，但不在我们的后院，”里格说。
功率较小的无线电响度活动星系核更为常见，并且可能类似于连续模型。 例如，半人马座 A，距离最近的无线电响亮活动星系核，就位于俄歇天文台最显着的热点位置。 （星爆星系也是如此。）
长期以来，里格和其他专家一直在努力寻找低功率活动星系核来将质子加速到天哪粒子水平。 但最近的一项发现让他们“重新回到游戏中”，他说。
天体物理学家早就知道，所有宇宙射线中约 90% 是质子（即氢原子核）； 另外9%是氦核。 这些射线可以是较重的原子核，例如氧甚至铁，但专家们长期以来认为这些射线会被加速超高能宇宙射线所需的剧烈过程撕裂。
然后，在 令人惊讶的发现 2010年代初，俄歇天文台科学家根据空气簇射的形状推断，超高能射线大多是中量级原子核，如碳、氮和硅。 这些原子核以较低的速度行进时将获得与质子相同的能量。 反过来，这使得人们更容易想象任何候选宇宙加速器如何工作。
例如，丽格 已经确定了一个机制 这将使低功率活动星系核能够将较重的宇宙射线加速到超高能量：粒子可以在活动星系核的射流中从一侧漂移到另一侧，每次重新进入气流最快的部分时都会被踢。 “在这种情况下，他们发现可以使用低功率无线电源做到这一点，”里格说。 “在我们的后院，这些会更多。”
另一篇论文 研究潮汐破坏事件是否会自然产生中量级核。 “答案是，如果被破坏的恒星是白矮星，这种情况就可能发生，”说 塞西莉亚·卢纳迪尼亚利桑那州立大学的天体物理学家，该论文的合著者。 “白矮星有这种成分——碳、氮。” 当然，潮汐瓦解事件可能发生在任何“不幸的恒星”身上，卢纳迪尼说。 “但是有很多白矮星，所以我不认为这是非常做作的事情。”
研究人员继续探索最高能量宇宙射线重侧的影响。但他们一致认为，这使得如何加速他们的问题变得更容易。 “朝向更高能量的重成分使事情变得更加放松，”里格说。
主要资源
随着候选加速器的简短清单逐渐明确，对正确答案的探索将继续以新的观察结果为主导。 每个人都对升级版的 AugerPrime 天文台感到兴奋； 从今年晚些时候开始，它将识别每个单独宇宙射线事件的成分，而不是估计整体成分。 这样，研究人员就可以分离出在前往地球的途中偏转最少的质子，并回顾它们的到达方向来识别各个来源。 （这些来源可能也会产生较重的原子核。）
许多专家怀疑多种来源的混合可能有助于产生超高能宇宙射线光谱。 但他们通常期望一种源类型占主导地位，并且只有一种源类型能够达到光谱的最末端。 “我的赌注是它只有一个，”昂格尔说。
编者注：Noémie Globus 目前隶属于捷克共和国的 ELI Beamlines 和纽约的 Flatiron Institute。 熨斗研究所由西蒙斯基金会资助，该基金会也资助这本编辑独立的杂志。 与西蒙斯基金会的关系 与我们的承保范围无关.
