望远镜阵列合作组织的科学家们探测到了一种超高能宇宙射线，这一发现挑战了我们目前对奇异宇宙现象及其起源的理解。

　　在今天发表在《科学》杂志上的一项研究中，望远镜阵列合作组织报告了对超高能宇宙射线(简称UHECR)的探测，其能量水平约为244亿电子伏特，或大约40焦耳。这个测量是由犹他州的一个表面探测器阵列进行的，它代表了有史以来观测到的宇宙射线的最高能量水平之一。根据研究人员的说法，这个观测到的能量水平大约是最强大的人造粒子加速器所能产生的能量的100万倍。

　　望远镜阵列项目是由来自美国、日本、韩国、俄罗斯和比利时的大学和研究机构共同努力的，其目的是监测由极高能量的宇宙射线引起的“空气阵雨”。肉眼看不见的是，我们的星球不断受到这些宇宙射线的轰击，这些宇宙射线既来自银河系内部，也来自遥远的河外地区。需要说明的是，这些空间射线没什么好担心的;地球的大气层和磁场对宇宙射线提供了有效的保护，大大减少了它们对人类和其他生命形式造成伤害的可能性。

　　犹他州的望远镜阵列利用分布在270平方英里(700平方公里)上的507个检测站组成的网络来探测极其罕见的高能宇宙射线。这些观测站捕捉宇宙射线撞击大气层时形成的次级粒子，形成大面积的空气阵雨(EAS)。该系统包括塑料闪烁体，当带电粒子通过它们时会发光，以及用于测量EAS能量的荧光探测器。利用GPS计时和模拟分析来自这些观测站的数据，有助于确定宇宙射线的能量、质量和到达方向，尽管它们很少出现。

　　事实上，像新研究中描述的那样的uhecr非常罕见，并且被认为起源于宇宙中最具能量的过程，如黑洞和伽马射线暴。由于它们不经常到达——每平方公里每世纪不到一次——这些宇宙射线需要大型探测器来观测。因此，2021年5月的事件对宇宙射线研究来说是一件大事。

　　这条河外宇宙射线是在2021年5月27日探测到的，它的来源仍然是一个谜，因为它的入射方向与任何已知的天文物体都不一致。宇宙射线的到达路径位于银河系的圆盘附近，这表明它在穿过磁场时可能只经历了很小的偏差(磁场在整个星系中无处不在，无论是大规模的磁场还是由恒星、超新星残骸和其他天体产生的局部磁场)。研究人员说，这意味着宇宙射线可能几乎是直接从它来的地方传播的。

　　也就是说，它的来源方向与任何已知的星系或通常与uhecr相关的天体无关。相反，它似乎起源于宇宙结构中的一个空洞——一个几乎没有星系的空旷区域。对于你们这些天文迷来说，它具体是局部空洞，是本星系群和附近大尺度结构细丝之间的空洞;很少有星系在这个空洞中被记录下来，研究人员认为没有一个星系有能力排出如此强大的宇宙射线。

　　根据这篇论文，宇宙射线意想不到的入射轨迹可能是它被离我们更近的磁场明显重定向的结果，或者它可能起源于银河系外围附近一个尚未被发现的天体。另外，天文学家推测，这种异常现象可能揭示了我们目前对控制这种高能粒子的物理学的理解差距。

　　为了进一步研究，研究人员将该事件与其他观察到的100 exa-electron volt (EeV)以上的uhecr进行了比较，发现了一个各向同性的分布，这意味着这些宇宙射线似乎均匀地来自空间的各个方向，没有聚集。这种各向同性的模式为确定它们的起源增加了另一层复杂性。

　　历史上，其他高能宇宙射线也被探测到，如1991年的320 eev粒子，1993年的213 eev粒子和2001年的280 eev粒子，都是在北半球探测到的。南半球还没有记录到超过166 EeV的事件。这些比较对于理解这种高能事件的分布和起源至关重要，因此希望未来的观测能够提供进一步的见解，并有可能揭示新的模式或来源。

　　虽然这一探测对宇宙射线研究很重要，但它对这些高能粒子的起源和机制提出了更多的问题，而不是答案。望远镜阵列实验的发现为宇宙之谜提供了一个新的视角，但它们也强调了我们在天体物理学中未知的浩瀚。

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