接近光速运动的粒子在木星附近被NASA朱诺号探测器捕获,这为高能粒子(包括宇宙射线)如何在哪里形成提供了新的证据。
自一百多年前发现宇宙射线以来,天文学家一直在寻找它们的起源。这些高能粒子可能来自许多来源,包括超新星爆发和太阳喷发。当太阳宇宙射线(通常称为太阳高能粒子)到达地球时,可能引发空间天气效应,干扰卫星、通信系统以及电力系统。
NASA的Magnetospheric Multiscale Mission (MMS) 和THEMIS任务曾发现,在地球附近一个被称为“前震区”的区域,一些电子会被加速到极高能量。在这里,太阳粒子首次与地球磁场相遇。
科学家怀疑,同样的机制也会在其他行星以及更广泛的天体系统的前震区中产生高能粒子,但此前一直无法证实。
如今,围绕木星的新观测首次直接确认了这一过程。当朱诺号围绕木星运行时,它在木星前震区测量到了高速电子。这些电子达到的速度甚至超过了地球附近观测到的电子速度。这与木星巨大的弓形激波(Bow Shock)规模相对应——弓形激波是木星强大磁场与太阳风粒子流相互作用形成的结构。研究结果于本周三发表在科学期刊《自然》上。
科学家还发现,这种“粒子加速能力随磁场环境规模增大而增强”的关系,与银河系中来自超新星的宇宙射线表现一致。在超新星遗迹周围,更巨大的磁场环境能够产生速度更快、能量更高的粒子。
