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宇宙充滿了驚喜——幾乎每週都會有天文學家小組宣佈一個令人費解的新發現，顛覆了理論或預期。但同樣重要的是，需要進行艱苦而耗時的研究，以堅定地確定天文學家認為他們已經知道的事情。
例如，一項關於我們銀河系中宇宙射線起源的新研究。這些高能粒子，主要是質子，從各個方向轟擊地球。天體物理學家長期以來一直懷疑，來自古代超新星（數千年前爆炸的恆星）的膨脹衝擊波將質子加速到高速，並將它們發射到銀河系，最終與地球碰撞。但是，一個研究團隊花了四年時間，利用美國宇航局的主要空間觀測站之一，才用確鑿的證據支援了這種懷疑。
斯坦福大學的斯特凡·芬克和內山泰信、日本京都大學的田中隆明及其同事，利用費米伽馬射線太空望遠鏡上的一個儀器，監測了兩個超新星遺蹟，即IC 443和W44，它們在大約1萬年前在銀河系中相對較近的地方爆炸。伽馬射線是最高能量的光子，其能量是可見光光子的數百萬甚至數十億倍。
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芬克在波士頓舉行的美國科學促進會會議的網路直播新聞釋出會上說：“利用我們用費米大面積望遠鏡探測到的伽馬射線，我們已經證明宇宙射線是在超新星遺蹟中加速的。”“我們從兩個超新星遺蹟探測到的伽馬射線具有獨特的‘確鑿證據’特徵，現在首次提供了無可辯駁的證據，證明它們正在加速質子。” 研究人員於2月15日在《科學》雜誌上發表了他們的發現。
正如芬克所說，“確鑿證據”是與超新星遺蹟發射的光子光譜中能量較高的對應物相比，低能量伽馬射線有所不足。這表明伽馬射線的起源來自被稱為中性π介子的粒子的衰變，這些中性π介子是在高能質子（例如，來自超新星衝擊波的質子）與星際氣體稠密雲中的更多普通質子碰撞時產生的。因此，在兩個超新星遺蹟地點產生中性π介子，表明這些物體確實將質子加速到了驚人的速度。
天體物理學家必須依賴於中性π介子及其產生的伽馬射線等觀測代理，因為宇宙射線本身——高能質子——帶有電荷，因此在它們穿過銀河系時會被磁場偏轉。“它們不會指向它們的來源，”芬克在談到宇宙射線時說。“因此，我們必須轉向中性信使。”
這就是伽馬射線光子的吸引力所在，它不帶電荷。“這些伽馬射線可以由高能質子產生，然後沿直線傳播，並告訴我們質子在哪裡加速，宇宙射線在哪裡產生，”芬克補充道。
芬克和他的同事研究的物體在伽馬射線中的亮度都超過了任何其他超新星遺蹟，這使得它們成為搜尋的明顯目標。但即便如此，解析來自現在已死亡的恆星遺址周圍的兩個發光物質殼的伽馬射線輸出也需要一些時間。“問題在於，我們正在尋找的特徵位於探測器能量範圍的最底端，”芬克說。“而且在這些低能量下，伽馬射線不會在探測器中留下太多資訊。”