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宇宙射線模擬圖

HESS望遠鏡陣列

    美國芝加哥大學的科學家日前開發了一種先進傳感器儀器，可探測宇宙射線粒子及其藍色閃光，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星還要少。
 
   之前認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家更好地繪制更加精確的宇宙圖。美國芝加哥大學物理學家斯科特-沃克利說：“宇宙射線不是星系中的觀眾，而在星系動力學中發揮著重要作用。為全面了解星系，我們得了解宇宙射線。”
 
   然而，科學家通常是通過地面或太空儀器來了解宇宙射線。氣球和衛星用來探測第一次藍色閃光，即我們知道的切倫科夫輻射----這是當宇宙射線猛烈撞擊地球上層大氣并釋放能量時，發出藍色閃光。之后，宇宙射線爆裂開來，并第二次發出藍色閃光。地面傳感器通常只能探測第二次閃光。
 
   數萬粒子在一天里轟擊小停車場大的區域，但稀少的高能粒子在一年里很少轟擊同一片區域。由于衛星和氣球升入到了空中，更加適合做這一探測工作，但它們只能覆蓋很小的區域。沃克利說：“一顆4億美元的衛星一年只能發現一二次粒子，但我們想要發現成千上萬次。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，能探測第一和第二次閃光。此儀器分辨率和功率較現有地面探測器強大約10倍。科學家通過利用此二次藍色閃光信息來識別粒子是什么元素，來源在哪。比如，有些粒子將更可能來自超新星的猛烈噴發。”
 
   沒有人想到地面儀器能探測到第一次閃光，直到沃克利在2001年提出這一說法，才意識到這也是不錯的辦法。納米比亞科學家證實了能將此想法應用到名為HESS的望遠鏡陣列中。組成HESS系統的望遠鏡占地為107平方米，每一部上均安裝有960個高靈敏度的感光元件。之后，沃克利采用名VERITAS的望遠鏡陣列打造了自己的天文臺。其目的是與空中高精度的傳感器聯手進行大區域的探測。
 
   此改進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生宇宙射線的超新星可能會突然爆發高能粒子。不過，這還有待科學家進一步證實。 （尼特）