研究揭示宇宙射線和中微子可能來源

　　 一項日前發表于預印本服務器arxiv.org的研究表明，被黑洞撕碎的白矮星或許能解釋人們在地球上看到的高能宇宙射線和中微子雨。

　　宇宙射線和中微子是來自太空且每天都在轟擊地球的亞原子粒子“降雨”的一部分。不過，是什么產生了這些難以探測的粒子？一個由來自德國電子同步加速器研究所的Daniel Biehl領導的團隊發現，白矮星上的潮汐力瓦解事件或許要對此負責。

　　“當恒星離黑洞太近導致其被強引力撕裂時，潮汐力瓦解事件便會發生。”來自美國亞利桑那州立大學的Cecilia Lunardini介紹說，“被摧毀恒星的部分殘骸降落到黑洞里，而這導致黑洞釋放能量并且令粒子加速。”

　　理論上，黑洞噴流的極端能量足以將同時產生高能中微子和超高能宇宙射線的級聯反應中的原子核瓦解。研究人員發現，一個簡單的過程——白矮星被撕裂產生的原子核瓦解并且在黑洞噴流中加速——會同時產生上述兩種亞原子粒子。來自約翰斯·霍普金斯大學的Julian Krolik贊同說，這種可能性是存在的。

　　“對于宇宙射線是如何加速的，我們真的不太了解。”Krolik表示。由于研究人員無法確定宇宙射線如何達到如此高速度背后的機制，因此黑洞噴流的極端環境是否對此負責仍不得而知。

　　Krolik解釋說，只有一小部分黑洞會產生相對論噴流，盡管科學家并不確定原因何在。同樣地，只有一小部分黑洞的附近有能被撕裂以產生潮汐力瓦解事件的白矮星。這意味著成功觀測能產生噴流的黑洞附近白矮星上的潮汐力瓦解事件需要時間和運氣。

　　盡管潮汐力瓦解事件在數十年前便有了理論預測并且研究人員已發現足夠多的潛在事件，但僅有少數觀測得到證實。數據的匱乏意味著研究人員目前仍不理解潮汐力瓦解事件是如何呈現的，而對于它們是否是最高能宇宙射線和中微子的神秘來源知道的更少。

　　Lunardini對此表示贊同，并且認為最新研究是一種理論解釋。只有人們同步觀測到顯示潮汐力瓦解事件的X射線和來自同一片天空的中微子，它才會得到確認。即便如此，產生這些高能粒子的其他過程也可能在起作用。