宇宙射线可能是理解星系动力学的关键

华盛顿，2021 年 8 月 24 日——宇宙射线是带电的亚核粒子，它们以接近光速的速度移动，不断地降落在地球上。这些粒子是相对论的，正如阿尔伯特·爱因斯坦的狭义相对论所定义的那样，并设法产生一个磁场来控制它们在星系内的移动方式。

星际介质中的气体由原子组成，主要是氢，大部分是电离的，这意味着它的质子和电子是分开的。在这种气体中移动时，宇宙射线会启动背景质子，这会导致集体等离子波运动，类似于您扔石头时湖面上的涟漪。

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。在等离子体物理学，从AIP出版，在法国天体物理学家血浆审查通过研究天体物理和空间等离子体中的宇宙射线引发的流不稳定领域内的最新发展。

“宇宙射线可能有助于解释我们银河系的各个方面，从最小的尺度，如原行星盘和行星，到最大的尺度，如银河风，”蒙彼利埃大学的亚历山大·马科威斯说。

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(例如超新星遗迹和脉冲星)周围运作良好并且比预期的要强，因此这些粒子对星系动力学和恒星形成周期的影响可能比以前已知的要大得多。

“这并不是一个真正的惊喜，而是一种范式转变，”Marcowith 说。“在科学和天体物理学中，一切都是相互关联的。”

扩展星际/星系际介质的超新星冲击波“已知会加速宇宙射线，并且由于宇宙射线正在流走，它们可能有助于产生解释我们在我们周围观察到的实际磁场强度所必需的磁场种子，”说马可威。

在等离子波的振幅随着时间的推移而减小或衰减后，就像扔进湖里的石头产生的那样，它会加热等离子的气体。同时，它有助于散射宇宙射线。

为此，波需要与宇宙射线陀螺半径相同数量级的波长。宇宙射线在磁场周围具有螺旋(螺旋)运动，其半径称为拉莫尔半径。

“假设您在蜿蜒的道路上驾驶汽车。如果波长与您的车轮尺寸相同，则驾驶起来会很困难，”Marcowith 说。

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