宇宙射线——亚原子粒子以接近光速的速度在空间中穿梭——时刻都在轰击地球大气层。太阳产生一些这样的粒子,但大多数来自太阳系以外。没有人确切知道它们来自哪里,因为空间中的磁场会扭曲带电粒子的路径,使得难以追踪到任何特定的来源。但在经过几十年的搜寻之后,天文学家终于找到了确凿的证据表明,爆炸的恒星,或超新星,至少是宇宙射线的来源之一。
超新星实际上一直是最主要的嫌疑对象。天文学家们推测,超新星爆炸产生的冲击波能够产生巨大的磁场,能够将电子、质子和其他离子加速到接近光速。但检测这种加速已被证明非常困难。被加速的粒子应该会发出X射线——但地球的大气层会阻挡这些射线,因此必须进行卫星观测。此外,来自粒子的辐射也必须与来自缓慢冷却的超新星本身的X射线竞争。
1993年,日美合作的卫星ASCA将其仪器对准了南天星座豺狼座中的一个超新星遗迹,距离地球约2000光年。这颗恒星爆炸发出的光在1006年到达地球,亮度堪比月亮。爆炸留下的超热气体膨胀云现在在可见波长上几乎检测不到,但它是一个非常强的X射线源。
当美国宇航局戈达德太空飞行中心的Robert Petre和他的同事分析ASCA的数据时,他们发现豺狼座超新星遗迹的大部分区域的X射线光谱都有峰值——辐射在几个波长处达到峰值。这表明X射线来自仍然与气体中的原子结合的电子;当结合电子从一个原子轨道跃迁到另一个轨道时,它们会以特定的波长发出辐射。但是,沿着膨胀云的外边缘,爆炸产生的冲击波仍然冲击着星际介质,光谱从尖峰状变为平滑状,发出所有波长的X射线。Petre说,只有被加速的、未结合的电子才会产生如此连续范围的X射线。而这些电子是宇宙射线的主要类型之一。
不过,Petre提醒说,天文学家们距离解决宇宙射线之谜还很远。超新星可能不是这些粒子的主要来源;黑洞和中子星也可能能够将粒子加速到宇宙射线能量。他说,我们已经在银河系中识别出一个高能宇宙射线源,但很难说这是否是典型例子,还是仅仅是个特例。














