费米发现奇怪的河外伽马射线特征

有趣的是，宇航局费米伽马射线太空望远镜检测到的伽马射线信号与另一个无法解释的特征具有相似的方向和几乎相同的强度，该特征是由一些迄今为止检测到的最具能量的宇宙粒子产生的。

“这完全是一个偶然的发现。马里兰大学和宇航局戈达德太空飞行中心的宇宙学家亚历山大·卡什林斯基博士说：“我们在天空的不同部分发现了比我们要寻找的信号更强的信号。”

卡什林斯基博士和他的同事正在寻找与宇宙微波背景(CMB)相关的伽马射线特征，宇宙微波背景是宇宙中最古老的光。

当炽热、膨胀的宇宙冷却到足以形成第一个原子时，这种光就产生了，这一事件释放出一阵光，第一次可以渗透到宇宙中。

由于过去 130 亿年里空间不断膨胀，这种光在 1965 年首次以微弱微波的形式在天空中被发现。

20 世纪 70 年代，天文学家意识到 CMB 具有所谓的偶极子结构，后来 NASA 的 COBE 任务对其进行了高精度测量。

朝向狮子座的 CMB 温度高出约 0.12%，微波数量比平均水平多;而朝向相反方向的 CMB 则比平均温度低 0.12%，微波数量比平均水平少。

为了研究宇宙微波背景中微小的温度变化，必须消除该信号。

天文学家普遍认为这种模式是我们太阳系相对于宇宙微波背景以大约每秒 370 公里(每秒 230 英里)的速度运动的结果。

这种运动会在来自任何天体物理源的光中产生偶极信号，但迄今为止，宇宙微波背景是唯一被精确测量的信号。

通过寻找其他形式的光的模式，天文学家可以证实或挑战偶极子完全归因于太阳系运动的观点。

“这样的测量很重要，因为与宇宙微波背景偶极子的大小和方向的不一致可以让我们一睹宇宙早期运行的物理过程，有可能回到宇宙还不到万亿分之一秒的时候，”萨拉曼卡大学教授费尔南多·阿特里奥-巴兰德拉说道。

天文学家通过将费米大面积望远镜(LAT)多年的数据相加得出了这一结论。

由于相对论的影响，伽马射线偶极子应该比目前检测到的宇宙微波背景放大五倍之多。

作者结合了费米 LAT 13 年对高于约 30 亿电子伏 (GeV) 的伽马射线的观测;相比之下，可见光的能量约为 2 至 3 电子伏。

他们移除了所有已解析和已识别的源，并剥离了银河系的中心平面，以便分析河外伽马射线背景。

“我们发现了一个伽马射线偶极子，但它的峰值位于南部天空，远离宇宙微波背景，其星等比我们对运动的预期大 10 倍，”天体物理学家克里斯·施拉德 (Chris Shrader) 博士说。天主教大学。

“虽然这不是我们想要的，但我们怀疑它可能与报道的最高能量宇宙射线的类似特征有关。”

宇宙射线是加速的带电粒子——主要是质子和原子核。最稀有、最具能量的粒子，称为 UHECR(超高能宇宙射线)，其携带的能量是 3 GeV 伽马射线的十亿倍以上，它们的起源仍然是天体物理学中最大的谜团之一。

自2017年以来，阿根廷皮埃尔奥格天文台报告称，在UHECR到达方向上存在偶极子。

由于带电，宇宙射线会被银河系磁场转向不同的量，具体取决于其能量，但超高熵偶极子在天空位置达到峰值，类似于研究人员在伽马射线中发现的情况。

两者的震级惊人地相似——来自一个方向的伽马射线或粒子数量比平均值多约 7%，而来自相反方向的伽马射线或粒子数量相应较少。

科学家们表示：“这两种现象很可能是相互关联的——目前尚未确定的来源正在产生伽马射线和超高能粒子。”

“为了解决这个宇宙难题，我们必须找到这些神秘的来源，或者对这两个特征提出替代解释。”

研究结果发表在《天体物理学杂志快报》上。