地球周围的反物质来源于何？脉冲星将给我们答案

久闻伽马射线暴大名，谁知它就来自地球旁边
过去，天文学家曾观测到一颗临近的有着奇怪光晕的脉冲星，它可以用来解释一个困扰天文学家许久的问题。这颗名叫Geminga的脉冲星是距离地球最近的脉冲星之一，它与地球相距约八百光年，位于双子座中。 Geminga不仅离地球很近，而且它的伽马射线也非常明亮。

显然，由于它的波长与γ射线相当， Geminga的光晕本身无法肉眼观测
【地球周围的反物质来源于何？脉冲星将给我们答案】（它是被美国宇航局的费米γ射线空间望远镜所发现的），但这个光环非常巨大，覆盖了将近四十个满月那么大的天空。这个光晕恰好能解释一些发生在我们周围的奇怪事情：地球附近为什么会有那么多反物质？这些反物质的出现曾困扰了科学家近十年。

“我们的分析表明，正是这颗脉冲星导致了一个长达十年也解不开的谜题，即为什么地球附近有一种宇宙粒子异常丰富？”任职于华盛顿的美国天主教大学和美国宇航局于马里兰州格林贝尔特的戈达德航天中心的天文学家玛蒂亚迪毛罗（MattiaDiMauro）如是说， “这些粒子是正电子，电子的反物质版本，它们来自于太阳系外的某个地方。 ”

Geminga的光环与北斗七星的比例显示。图片来源：美国宇航局戈达德太空飞行中心。
脉冲星是大质量恒星变成超新星之后的残留物，而Geminga诞生于30万年前双子座发生的超新星爆发。那是一颗旋转的中子星，以某种方式转向了地球，它的能量就像灯塔扫过的光一样扫过我们。
脉冲星通常由正负电子构成的云所包围。但因为中子星有着强于任何已知物体的强大的电磁场，它会把粒子从超新星的表面拉出，并将其加速到接近光速。
这些包括了电子和它们的反物质对应物，即正电子的高速移动粒子即为宇宙射线。因为宇宙射线带有电荷，所以它们会受到磁场的影响。因此当这些宇宙射线到达地球的时候，天文学家没办法对它们进行准确溯源。

在过去的十多年中，天文学家们用不同的实验仪器在地球附近观测到了多于预期的大量高能正电子。诸如美国宇航局的费米γ射线空间望远镜，美国宇航局的α磁谱仪和其它实验仪器都捕捉到过它们。科学家们怀疑这些电子来自于包括Geminga在内的临近脉冲星。但由于这些正电子的运动轨迹受到了磁场的影响，直到2017年上述观点也没能被证实。

就在2017年，高空水切伦科夫伽马射线天文台（HAWC）验证了那些地基观测设备曾经发现的东西：在Geminga周围，有一个体积虽小，强度很大的γ射线光晕。该天文台在光晕结构中检测到高达5~40TeV（太电子福特）的能量，这能量是我们眼睛所能看到光的数万亿倍。

最初，科学家认为这种高能光晕是加速的正负电子与星光碰撞所产生。这样的碰撞会使他们的能量激增并变得非常明亮。带电粒子将部分的能量传递给光子时，这个过程就叫作逆康普顿散射。
因此，有一个团队用HAWC去观测Geminga和它的光晕并得出了一个结论：基于这个光晕的大小，这些正电子不太可能到达地球，所以“地球周围为什么有这么多正电子”这个问题一定还有别的答案。