新的研究发现，银河系的中心是一个强大的粒子加速器，但也有一些未知的机制阻止宇宙射线穿透被称为中央分子区的巨大云层。

质子和原子核等粒子构成的宇宙射线正以光速不断在太空中流动。这一发现可以帮助人们更好地理解宇宙射线的起源。天文学家预计，银河系中心是宇宙射线的一个重要来源。这些质子和原子核被剥夺了电子，并被强大的磁场加速到光速。

银河系中心有许多天体可以作为宇宙射线的加速器：超新星残骸、脉冲星风云和位于银河系中心的超大质量黑洞——人马座A*。

为了研究宇宙射线是如何被加速和传输的，科学家需要一个新的宇宙射线来源。

幸运的是，宇宙射线能量充足。这意味着人们可以在银河系中心探测到它们，因为这种能量产生的光的波长范围有限，可以穿透银河系中心的尘埃。

宇宙射线可以与飘在恒星之间的星际介质（气体和尘埃）相互作用，而这种相互作用又会产生高能量的伽马射线光子。

在中国科学院天文学家Xiaoyuan Huang的带领下，一个研究小组利用费米伽玛射线太空望远镜的数据观察了银河系中央分子云中的伽马射线，希望找到新的宇宙射线来源。

他们发现的伽马射线确实如预期的那样，表明银河系中心是一个高能粒子加速器。但他们也发现了一些令人惊讶的东西。

根据该小组的计算，中央分子云中的宇宙射线密度低于正常宇宙射线的密度。这表明存在着某种屏障，阻止宇宙射线穿透中央分子云。

这种屏障究竟由什么组成，将成为未来研究的主题，但有几种可能性。

分子云是一个复杂的地方。云层中密度较大的部分的坍塌会导致磁场的压缩，这可能是一个障碍；另一个可能是磁流体动力湍流。

在太阳系中，宇宙射线受到太阳风的调节。在银河系中心，银河系的“风”可能也发挥着类似的作用。研究小组计算了存在银河系风时的宇宙射线密度，得出的结果与他们对伽马射线数据的分析相似。

未来科学家将详细地探索这一现象，排除一些可能造成这一现象的机制。

此外，研究人员说，对银河系中心进行更详细的三维建模可以帮助揭示银河系中宇宙射线的起源和传输的更多信息。确实，宇宙还更多神秘的事物待被发现。

该研究论文题为"A GeV-TeV particle component and the barrier of cosmic-ray sea in the Central Molecular Zone"，已发表在《自然·通讯》期刊上。

前瞻经济学人APP资讯组

参考资料：https://www.nature.com/articles/s41467-021-26436-z

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