新的研究表明，銀河系的中心是一個強大的粒子加速器——但也有一些未知的機制阻止宇宙射線穿透被稱為中心分子區的巨大雲層。
這一發現可以幫助我們更好地瞭解宇宙射線的起源——質子和原子核等粒子以幾乎光速不斷地在空間中流動。
銀河系中心是一個神秘地帶。我們對那裡的東西有一個很好的瞭解，但它佈滿灰塵，以至於我們無法在從軟 X 射線到可見光的一系列波長範圍內研究它。這對我們能看到和不能看到的東西施加了一些限制。
天文學家預計銀河系中心是宇宙射線的重要來源。這些是質子和原子核，它們被剝離了電子並被強大的磁場加速到相對論速度。銀河系中心有許多天體可以充當宇宙射線加速器：超新星遺蹟、脈衝星風星雲和銀河系中心的超大質量黑洞人馬座 A*。
根據觀測資料和建模，整個銀河系的宇宙射線分佈應該是平滑的，或多或少是穩定的。宇宙射線從加速器中出現並在銀河磁場中傳播，在那裡它們可能會減慢並重新加速，從而形成天文學家所說的宇宙射線海。
為了研究宇宙射線是如何加速和傳輸的，需要一個新鮮的宇宙射線源。
幸運的是，宇宙射線非常有活力。這意味著我們可以在銀河系中心探測到它們，因為那個能量範圍產生的光在有限的波長範圍內可以穿透那裡的塵埃。
宇宙射線可以與星際介質相互作用——氣體和塵埃在恆星之間的空間中徘徊——這種相互作用反過來產生高能伽馬射線光子，其能量約為它們的宇宙射線母體的 10%。
由中國科學院天文學家黃曉遠帶領的一組研究人員利用費米大面積望遠鏡的資料觀察了銀河系中心分子云中的伽馬輻射，希望找到這些新鮮宇宙射線的來源。
他們發現伽馬射線確實表明，正如預期的那樣，銀河系中心是一個高能粒子加速器——或者至少，該地區的某些東西是。但他們也發現了一些非常令人驚訝的事情。
根據研究小組的計算，中心分子云中的宇宙射線密度低於宇宙射線海的密度。這表明存在某種阻礙宇宙射線穿透中心分子云的屏障。
這個障礙究竟由什麼組成將需要成為未來研究的主題，但有幾個有趣的可能性。
分子云是複雜的地方。雲中較密集部分的坍塌會導致磁場壓縮；這可能是一個障礙。另一個可能是磁流體動力湍流。
在太陽系中，宇宙射線受到太陽風的調製。在銀河系中心，銀河風有可能起到類似的作用。該團隊計算了存在銀河風的宇宙射線密度，並返回了與他們對伽馬射線資料分析相似的結果。
未來更詳細地探索這種現象的工作可能有助於排除一些可能導致這種現象的機制。
研究人員說，此外，更詳細的銀河系中心三維建模可以幫助更多地瞭解銀河系中宇宙射線的起源和傳輸。確實，總有更多的東西可以被發現。
