科学探索|源自超新星残骸和脉冲星的宇宙射线或是了解银河系动力学的关键源自超新星残骸和脉冲星的宇

据外媒报道，一项新研究称，来自超新星遗迹和脉冲星的快速宇宙射线对银河系动力学和恒星形成的影响可能比以前已知的要大得多。宇宙射线是来自外太空的带电高能次原子粒子，其运动速度接近于光速，不断向地球倾泻。这些粒子被认为设法产生一个磁场，控制它们在星系内的运动方式。

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星际介质中的气体是由原子组成的，大部分是氢，大部分是电离的，意味着它的质子和电子是分离的。当在这种气体中移动时，宇宙射线启动了背景质子，这导致了“集体”等离子体波的运动。
最大的问题是宇宙射线如何将它们的动量沉积到构成星际介质的背景等离子体中。在AIP出版社出版的《等离子体物理学》中，法国的等离子体天体物理学家回顾了在研究宇宙射线在天体物理和空间等离子体中引发的流不稳定性领域的最新进展。
蒙彼利埃大学的Alexandre Marcowith说：“宇宙射线可能有助于解释我们银河系的各个方面，从它最小的尺度，如原行星盘和行星，到它最大的尺度，如银河系的风。”
直到现在，宇宙射线被认为在星系“生态”中有点不同。但是，由于不稳定性在宇宙射线源（如超新星遗迹和脉冲星）周围运作良好，而且比预期的要强，这些粒子对星系动力学和恒星形成周期的影响可能远远超过以前的认识。
【科学探索|源自超新星残骸和脉冲星的宇宙射线或是了解银河系动力学的关键】

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Marcowith说：“这其实不是一个惊喜，而更像是一个范式的转变。在科学和天体物理学中，一切都有联系。”
超新星冲击波扩大了星际/银河系间的介质，“已知它加速了宇宙射线，由于宇宙射线在流走，它们可能促成了产生必要的磁场种子，以解释我们周围观察到的实际磁场强度，”Marcowith说。
在等离子体波的振幅随着时间的推移被减小或衰减之后，它加热了等离子体的气体。同时，它有助于散射宇宙射线。要做到这一点，波的波长需要与宇宙射线的回旋半径相同。宇宙射线拥有一个围绕磁场的回旋运动，其半径被称为拉莫尔半径。
"假设你在一条蜿蜒的道路上驾驶一辆汽车。如果波长与你的车轮大小相同，那么将很难驾驶，"Marcowith说。
宇宙射线被这些波强烈散射，而这些扰动（波）起源的主要不稳定性是与宇宙射线的集体流式运动相关的流式不稳定性。
“在天体物理学中，有几个研究领域使用类似的数值技术来研究这种流不稳定性在不同天体物理背景下的影响，如超新星残骸和喷流，”Marcowith说。“这种不稳定性和它所产生的湍流可能是许多天体物理现象的来源，它显示了宇宙射线如何在我们银河系的‘大马戏团’中发挥作用。”