太空中的粒子加速器

新发现

天体物理学家们说，银河中心的黑洞是一个巨大的粒子加速器。

澳大利亚阿德雷德大学的研究人员罗兰德·克罗克博士及其跨国的同事们指出，黑洞边缘的磁场可以使质子加速飞入太空。这些质子可以同氢气结合，产生高能伽马射线。

研究人员将他们的发现报道在美国天文学会3月1日出版的《天体物理杂志通讯》上。

以前的天文观察探测到来自银河系中心的高能伽马射线，但科学家们却搞不清这些射线具体来自何处。

克罗克说：“一定有某种高能量的粒子在该区域做无序的高速运动，结果产生了我们探测到的超高能发光粒子（伽马射线）。”

银河系中心的黑洞显然是个怀疑对象。然而，这个黑洞又如何释放出如此高的能量呢？

克罗克及同事通过粒子加速器里发生的现象得到了线索。粒子加速器就如同位于瑞士的欧洲原子核研究组织（CERN）的那些设备。他们的实验表明，高能伽马射线是碰撞中的高能质子（氢核）加速到接近光速时产生的。这一过程产生的粒子叫做介子，介子象胶质封固在原子核的周围，其中有些发生衰变，成为伽马射线。

克罗克研究小组推测：在黑洞边缘，强烈无序的磁场也可能使质子加速。他们将这个推测在计算机上进行模拟，发现加速的质子剧烈运动，最终逃往太空。大约在黑洞外3光年处，高能质子冲进氢气云，产生了伽马射线。

克罗克说；“我们基本上解释了伽马射线的来源。”

疑点

悉尼大学的天体物理学家登卡·坤塞克博士指出：“这是相当可靠的观点。”但是，她强调了几个仍然存在的问题，对这些问题研究人员自己在论文中也予以承认。

坤塞克说：“他们（克罗克及其同事）实际上只进行了一种特效模拟试验，只给出了一种特定的解释。”

坤塞克指出，望远镜只能将伽马射线源确定在半径为5光年的范围内，黑洞要比这个范围小上百万倍，因此伽马射线可能根本不是来自黑洞。

坤塞克说另外的一个问题是：产生可以观测到的伽马射线所需要的质子数量，要比任何已知的粒子加速装置所产生的质子数量多得多。

其他的粒子加速器

如果克罗克及其同事是正确的，这就意味着太空中一定存在着更为高效的、有待发现的粒子加速机制。

银河中心产生的质子被加速，能量达到100万亿电子伏特，比地球上可能产生的能量高得多。举个例子来说，这个能量比提议制造的瑞士大型强子对撞机将会产生的能量高出18倍。

研究人员提出，宇宙中的其他黑洞比银河中的黑洞大得多，也可能起着粒子加速器的作用，将质子加速到更高的能量。