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宇宙射線模擬圖

HESS望遠(yuǎn)鏡陣列

    美國(guó)芝加哥大學(xué)的科學(xué)家日前開發(fā)了一種先進(jìn)傳感器儀器，可探測(cè)宇宙射線粒子及其藍(lán)色閃光，可望很快揭開猛烈撞擊地球大氣的宇宙射線起源之謎。其建造成本比氣球和衛(wèi)星還要少。
 
   之前認(rèn)為宇宙射線來自星系中心或附近的超新星，了解其起源將幫助天文學(xué)家更好地繪制更加精確的宇宙圖。美國(guó)芝加哥大學(xué)物理學(xué)家斯科特-沃克利說：“宇宙射線不是星系中的觀眾，而在星系動(dòng)力學(xué)中發(fā)揮著重要作用。為全面了解星系，我們得了解宇宙射線?！?
 
   然而，科學(xué)家通常是通過地面或太空儀器來了解宇宙射線。氣球和衛(wèi)星用來探測(cè)第一次藍(lán)色閃光，即我們知道的切倫科夫輻射----這是當(dāng)宇宙射線猛烈撞擊地球上層大氣并釋放能量時(shí)，發(fā)出藍(lán)色閃光。之后，宇宙射線爆裂開來，并第二次發(fā)出藍(lán)色閃光。地面?zhèn)鞲衅魍ǔＶ荒芴綔y(cè)第二次閃光。
 
   數(shù)萬粒子在一天里轟擊小停車場(chǎng)大的區(qū)域，但稀少的高能粒子在一年里很少轟擊同一片區(qū)域。由于衛(wèi)星和氣球升入到了空中，更加適合做這一探測(cè)工作，但它們只能覆蓋很小的區(qū)域。沃克利說：“一顆4億美元的衛(wèi)星一年只能發(fā)現(xiàn)一二次粒子，但我們想要發(fā)現(xiàn)成千上萬次。我們總想采用新辦法來做此事?！?
 
   沃克利與同事制造了一種地面儀器，能探測(cè)第一和第二次閃光。此儀器分辨率和功率較現(xiàn)有地面探測(cè)器強(qiáng)大約10倍。科學(xué)家通過利用此二次藍(lán)色閃光信息來識(shí)別粒子是什么元素，來源在哪。比如，有些粒子將更可能來自超新星的猛烈噴發(fā)?！?
 
   沒有人想到地面儀器能探測(cè)到第一次閃光，直到沃克利在2001年提出這一說法，才意識(shí)到這也是不錯(cuò)的辦法。納米比亞科學(xué)家證實(shí)了能將此想法應(yīng)用到名為HESS的望遠(yuǎn)鏡陣列中。組成HESS系統(tǒng)的望遠(yuǎn)鏡占地為107平方米，每一部上均安裝有960個(gè)高靈敏度的感光元件。之后，沃克利采用名VERITAS的望遠(yuǎn)鏡陣列打造了自己的天文臺(tái)。其目的是與空中高精度的傳感器聯(lián)手進(jìn)行大區(qū)域的探測(cè)。
 
   此改進(jìn)儀器還能幫助揭示宇宙射線粒子的能量之謎。高能粒子比低能粒子要稀少得多，但總歸還是有的。一些研究人員表示產(chǎn)生宇宙射線的超新星可能會(huì)突然爆發(fā)高能粒子。不過，這還有待科學(xué)家進(jìn)一步證實(shí)。 （尼特）