紫金山天文台发现银心的宇宙线新成分及磁屏蔽效应

中新社南京11月11日电 (记者 杨颜慈)据中国科学院紫金山天文台11日消息，研究人员利用费米卫星的伽马射线数据，仔细研究了银河系中心附近区域的宇宙线分布。该研究支持了银心宇宙线源的存在，并证实了宇宙线的磁屏蔽效应。

科研人员介绍，宇宙线是在极端天体环境中产生的高能带电粒子流。宇宙线在源区被加速至相对论性能量，之后在银河系磁场中扩散传播，并且经历碰撞碎裂和能量损失等过程。这样的传播过程将使得银河系中存在一个大尺度上处于近似稳衡态的宇宙线“海”。

然而，在宇宙线加速源附近，其尺度相对银河系较小，新加速的宇宙线将叠加在一个近似常数的背景上，形成一些局部的“热斑”。宇宙线和星际介质碰撞可以产生伽马射线，因此可以通过伽马射线来研究宇宙线的起源和传播等性质。

银河系的中心长期以来一直是天文学家最为关注的天体实验室之一。银心包含有超大质量黑洞、林林总总的天体以及预期存在的大量暗物质等，这使得科学界对银心的研究兴趣长久不衰。

在最新的一项研究中，中国科学院紫金山天文台的黄晓渊研究员、袁强研究员和范一中研究员利用费米卫星的伽马射线数据仔细研究了银心附近区域的宇宙线分布。研究结果支持了银心宇宙线源的存在，也说明该宇宙线源可以有效地加速横跨多个能量段的高能粒子。

此外，该研究团队还发现在银心附近的中心分子云区域的宇宙线能量密度比分子云外的宇宙线“海”的能量密度更低。

这意味着，中心分子云扮演着一个壁垒的角色，有效地阻止了宇宙线“海”中的高能粒子穿入该区域。类似的磁屏蔽效应在太阳系中其实早已被观测到，即宇宙线的太阳调制效应。银河系整体也类似于这样一个壁垒，将低能宇宙线“拒之门外”。

该研究已在线发表在国际著名期刊Nature Communications，并被Nature Asia选为研究亮点。