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宇宙光線聽起來像某種來自太空的科幻威脅。事實證明，它們的數量足夠高。另一方面，宇宙光線每天都會通過我們而不會做太多事情（如果有任何傷害）。那么，這些神秘的宇宙能量是什么？

定義宇宙射線

術語"宇宙射線"指的是傳播宇宙的高速粒子。他們'無處不在。宇宙射線在某個或另一個時間穿過每個人的身體的機會非常好，特別是如果它們生活在高海拔地區(qū)或在飛機上飛行。地球受到很好的保護，除了這些光線中最有活力的光線之外，所以它們確實不會在我們的日常生活中對我們構成危險。

宇宙射線為宇宙其他地方的物體和事件提供了迷人的線索，例如大規(guī)模恒星的死亡（稱為超新星爆炸）和太陽活動，因此天文學家使用高海拔氣球和空基儀器對其進行研究。這項研究為宇宙中星系的起源和演化提供了令人興奮的新見解。

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什么是宇宙射線？

宇宙射線是以接近光速移動的極高能量帶電粒子（通常是質子）。有些來自太陽（以太陽高能粒子的形式），而另一些則從超新星爆炸和其他能量事件中射出，在星間（和星間）空間。當宇宙射線與地球碰撞時，它們產生淋浴什么被稱為"二次粒子"。

宇宙射線研究史

宇宙射線的存在已經有一個多世紀的歷史了。他們最初是由物理學家Victor Hess發(fā)現(xiàn)的。1912年，他在天氣氣球上發(fā)射了高精度的靜電計來測量電離地球上層和大氣中原子的離子速率（即原子被激發(fā)的速度和頻率）。他發(fā)現(xiàn)電離率越高，你在大氣中上升的幅度就越大-這一發(fā)現(xiàn)后來他獲得了諾貝爾獎。

這是面對傳統(tǒng)智慧的。他關于如何解釋這一點的第一個**是一些太陽現(xiàn)象正在創(chuàng)造這種效應。然而，在近太陽日食期間重復他的實驗后，他獲得了相同的結果，有效地排除了任何太陽來源，因此，他得出結論，大氣中必須有一些固有電場產生觀察到的電離，盡管他無法推斷出該領域的來源將是什么。

十多年后，物理學家羅伯特·米利肯能夠證明赫斯觀察到的大氣中的電場反而是光子和電子的通量。他稱這種現(xiàn)象為"宇宙射線"它們流經我們的大氣層。他還確定這些粒子來自地球或近地環(huán)境，而是來自深海。接下來的挑戰(zhàn)是弄清楚可能創(chuàng)建它們的過程或對象。

正在進行的宇宙射線特性研究

從那時起，科學家們繼續(xù)使用高飛行氣球到達大氣之上，并對這些高速粒子進行更多采樣。位于南極安塔蒂卡以上的地區(qū)是一個受歡迎的發(fā)射點，一些任務收集了更多有關宇宙射線的信息。在那里，國家科學氣球設施每年都有幾架裝有儀器的航班。"宇宙射線計數器"它們攜帶測量宇宙射線的能量，以及它們的方向和強度。

國際空間站還包含研究宇宙射線特性的儀器，包括宇宙射線能量學和質量（奶油）實驗。安裝于2017年，它有三年的使命是收集這些快速移動粒子的盡可能多的數據。奶油實際上是作為氣球實驗開始的，在2004年至2016年間飛行了七次。

找出宇宙射線的來源

由于宇宙射線由帶電粒子組成，它們的路徑可以通過與其接觸的任何磁場來改變。自然，恒星和行星等物體具有磁場，但也存在星間磁場。這使得預測磁場在何處（以及有多強）非常困難。由于這些磁場持續(xù)存在于所有空間，它們出現(xiàn)在每個方向上。因此，從我們在地球上的有利位置來看，宇宙射線似乎并不是從太空中的任何一個點到達的，這并不奇怪。

多年來，確定宇宙射線的來源是困難的。但是，可以假設一些假設。首先，宇宙射線作為極高能量帶電粒子的性質意味著它們是由相當強大的活動產生的。所以超新星或黑洞周圍地區(qū)的事件似乎可能是候選人。太陽以高能粒子的形式發(fā)出類似于宇宙射線的東西。

1949年，物理學家Enrico Fermi認為宇宙射線只是由星間氣體云中的磁場加速的粒子。而且，由于您需要一個相當大的領域來創(chuàng)建**能量的宇宙射線，科學家們開始將supernova殘余物（以及空間中的其他大型物體）視為可能的來源。

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2008年6月，美國國家航空航天局發(fā)射了一款名為費米的伽瑪射線望遠鏡-以Enrico Fermi命名。雖然費米是伽馬射線望遠鏡，但其主要科學目標之一是確定宇宙射線的起源。再加上氣球和基于空間的儀器對宇宙射線的其他研究，天文學家現(xiàn)在將研究超新星殘余物，以及超大型黑洞等外來物體作為地球上檢測到的高能宇宙射線的來源。