从恒星密度这方面来讲,太阳系所在的区域最多只能算是银河系的“郊区”,这是因为银河系中的恒星分布并不是均匀的,具体表现为,距离中心区域越近,恒星的密度就越高,以至于在银河系中心区域,恒星的密度可以达到太阳系所在区域的上百万倍,甚至更多。
所以恒星云集的银河系中心区域,当然成为了我们人类重点关注的目标,在过去的日子里,科学家们一直在探索银河系中心隐藏着什么秘密,并且也有了不少的发现,其中当然不乏一些令人颇感神秘的现象,例如在一次与宇宙射线相关的研究中,科学家就发现,那里有一道神秘的屏障,下面我们就来看看这具体是怎么回事。
关于宇宙射线,相信大家都不陌生,简而言之,宇宙射线就是宇宙空间中的一种带电高能次原子粒子,它们大部分都是质子,还有少部分的α粒子(氦原子核)、电子以及其他较重元素的原子核。由于宇宙中各种天体的高能活动或者天体演化的高能过程,都有可能产生大量的宇宙射线,所以它们在银河系中是很常见的。
根据理论模型的推演,由于宇宙射线是带电粒子,因此当它们在银河系中传播时,会被星系中的各种磁场反复加速或减速,并使其方向随机地发生改变,因此从理论上来讲,银河系中的宇宙射线分布应该是平滑且相对稳定的,那实际情况是否真是这样呢?对此,一个由中国科学院天体物理学家黄晓渊领导的研究团队,给出了否定的答案。
尽管我们无法对宇宙射线进行直接观测,但由于宇宙射线在其传播过程中,时不时地就会与一些星际介质(如气体和尘埃)发生相互作用,在此过程中,会有一定的概率释放出伽马射线光子,因此通过对这种现象,我们就可以间接地观测银河系中的宇宙射线。
在此次研究中,科学家对来自“伽马射线大区域空间望远镜”的观测数据进行了深入地分析,揭示了一个令人惊讶的现象:银河系的“中心分子云”(Central Molecular Zone)中的宇宙射线密度显著低于银河系的平均水平,似乎那里有一道神秘的屏障,阻止了其外侧的宇宙射线向其内侧传播。
(↑“中心分子云”是银河系中心区域的一个物质密集的区域,其中包含大量的气体和尘埃,空间跨度约1600至1900光年)
需要知道的是,银河系中心是有一个超大质量黑洞的,在其附近的高能环境中,也存在着大量宇宙射线的加速和释放过程,所以一个合理的推测就是,这道屏障应该是“单向开放”的,简单来讲就是,它只允许其内侧的宇宙射线“出去”,而不允许其外侧的宇宙射“进来”,因为如果不是这样的话,“中心分子云”中的宇宙射线密度就不应该像我们观测到的那么低。
不得不说,这样的现象实在是令人浮想联翩,一个迷人猜测就是,或许那里存在着科技高度发达的外星文明,而这道屏障正是他们的杰作,毕竟这个屏障强大到足以阻止宇宙射线,当然也可以用来抵挡其他的威胁。
不过在没有确凿的证据之前,科学家们是不会轻易采纳“外星文明”这个选项的,那么,从自然形成的角度来讲,银河系中心区域的这道神秘屏障是怎么形成的呢?对此,科学家给出了多种解释,就目前的情况来看,其中认同度较高的主要有两种。
一种观点认为,“中心分子云”中的气体可能会在引力作用下发生局部坍缩,这可能会导致局部区域的气体密度增加,这些高密度的气体可以压缩磁力线,进而增强局部磁场的强度,在此之后,增强的磁场会又会对宇宙射线产生强大的作用力,使其改变路径,如此一来,就形成了一道天然的屏障,阻止了大部分的宇宙射线进入银河系中心区域。
另一种观点则认为,在太阳系内,“太阳风”(即太阳释放出的高速带电粒子流)对来自宇宙深空的宇宙射线有着明显的阻挡作用,而在银河系中心区域,大量的恒星也可能会产生与“太阳风”类似、但规模大得多的“银河风”,进而将大部分的宇宙射线阻挡在外。
(↑”太阳风“阻挡宇宙射线想象图)
需要说明的是,就目前情况来看,这也只能说是合理的推测,实际情况是否真是这样,还有待进一步的研究,总而言之,银河系中还有太多的秘密,等待着我们去探索。
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