“天照”粒子：新的宇宙之谜

科技日报北京11月23日电 （记者张梦然）一个高能粒子从太空坠落到地球表面，目前尚不清楚它来自何处，甚至不清楚它到底是什么。这听起来像是科幻小说中的情节，但实际上是科学现实。这种能量超过240艾电子伏特（EeV，1018电子伏特）的银河系外粒子，是研究人员较早时间通过望远镜阵列实验的表面探测器探测到的，研究结果发表在最新一期《科学》杂志上。

超高能宇宙射线（UHECR）是来自太空的亚原子带电粒子，其能量大于1EeV，大约是人造粒子加速器所能达到能量的100万倍。

罕见的UHECR的起源被认为与宇宙中最具能量的现象有关，例如涉及黑洞、伽马射线暴和活动星系核。然而，关于这些粒子的物理和加速机制仍然未知，因为这种探测对仪器的收集能力要求非常高。

日本大阪都立大学副教授藤井敏博和一个国际科学家团队自2008年以来一直在进行望远镜阵列实验。这种专门的宇宙射线探测器由507个闪烁体表面站组成，覆盖了美国犹他州700平方公里的广阔探测区域。2021年5月27日，研究人员检测到一个能量水平高达244EeV的粒子。

鉴于该粒子的异常高能量，它的到达方向应该与其来源更紧密相关。然而，研究结果表明，它的到达方向没有显示明显的源星系或任何其他已知的天体。相反，它指向宇宙大尺度结构中的空洞——一个很少有星系“居住”的区域。这表明它拥有银河系外邻域的未知来源，又或是人们对相关高能粒子物理学的理解不完整。

在该粒子的众多候选名称中，藤井团队最终选定了以日本神话中的太阳女神“Amaterasu”（天照）来命名。“天照”粒子也许和太阳女神一样神秘，它从哪里来的？到底是什么？破解这些问题有望为阐明宇宙射线的起源铺平道路。