63年前的今天，人类首次发现宇宙射线源

宇宙X射线源的发现是20世纪60年代射电天文学的重要成就之一。长期以来，人类主要依靠接收天体的光学辐射来认识广阔无垠的宇宙的。但光学波段只占整个电磁辐射的一小部分，从这窄小的窗口窥视无边宇宙必然会受到很大的局限。1962年6月18日，美国射电天文学家贾科尼团队用火箭携带X射线探测器研究月球的荧火现象时，与一个强X射线源不期而遇，并为其取名天蝎座X-1。

从20世纪30年代以来，对于无线电通讯技术的迅速发展，人们探测到了来自宇宙太空的无线电波，从而在光学波段以外，又开启了一个认识宇宙的新窗口，导致了射电天文学的崛起。贾科尼等人发现的X射线就是通过射电观测取得的重要成果。

宇宙射线是什么？

宇宙射线是一种高能辐射，包括原子核或高能质子，在银河系中广泛传播。这些射线可能源自太阳，但多数来自太阳系外。

银河系中的宇宙射线，约85%由质子（氢原子核）组成，12%为α粒子（氦核），其余为重原子核和电子。当它们撞击地球大气层，会与大气原子核相互作用，产生大量二次粒子，即“空气簇射”。这些相互作用还会引发大气中的电磁辐射和电离粒子（如电子、光子和介子）的级联反应，有时能到达地面。

1937年，法国物理学家皮埃尔·奥格尔发现宇宙射线与大气悬浮粒子碰撞会产生大量空气簇射。在南极和北极附近，宇宙辐射量最大，因此在这些区域工作的航空人员会受到更多宇宙射线照射。

早期，物理学家误以为宇宙射线是γ射线，源于放射性衰变。直到20世纪30年代，实验证明宇宙射线多为带电粒子。1954年，剑桥麻省理工学院的罗西宇宙X射线小组首次大量收集了空气簇射样本。

划时代的一次火箭飞行

1956年，贾科尼迁居美国，前往新泽西普林斯顿大学担任研究助理。三年后，他加入了位于马萨诸塞州剑桥的MIT旗下太空初创企业——美国科学与工程学公司。在这里，他与MIT物理学家布鲁诺·罗西等科学家携手，投身于X射线天文学研究，开展了一系列空间X射线探测实验。

尽管X射线探测始于20世纪40年代，但真正成为学科却是在人造卫星升空之后。由于地球大气层阻挡X射线，X射线天文学面临巨大挑战，只能在高空或大气层外进行观测。因此，空间天文卫星成为该领域的关键工具。早期研究主要聚焦于太阳，而首次X射线观测十分短暂，要么在几分钟的火箭飞行中完成，要么在平流层气球中持续数小时。

当时，贾科尼与意大利天文学家罗西提出，太阳辐射照射月球表面能激发X射线荧光。1962年，在新墨西哥州白沙导弹靶场，贾科尼策划了一次火箭飞行实验。一枚Aerobee火箭携带3个盖革计数器升空，利用其旋转在X射线波段扫描。虽未探测到月球X射线荧光，却意外发现了首个宇宙X射线源——天蝎座X-1，它实际上是一颗从中子星伴星吸积物质的中子星。同时，小组还探测到了普遍存在的天体X射线背景。这一发现标志着X射线天文学的开端，也使研究这种扩散发射性质成为贾科尼终身科学追求之一，并促使他向NASA提出建造X射线天文台的战略计划。

射电天文观测

天体物理学的重要领域

人类至今尚未确切知晓宇宙射线的诞生地，但普遍猜测它们源自超新星爆发或遥远星系的活动。这些射线如同宇宙的信使，无偿为地球带来日地空间环境的珍贵情报。科学家们渴望捕捉这些射线，以探索其起源并洞察宏观世界中的微观奥秘。

宇宙射线研究已成为天体物理学的一大热点，众多科学家正全力揭开其神秘面纱。尽管我们仍未完全掌握宇宙射线的起源，但主流观点认为，它们可能与超新星爆发紧密相连。有科学家认为，宇宙射线诞生于超新星爆发的瞬间，恒星“临终”之际释放出巨大能量的带电粒子流，射向浩瀚宇宙；也有人认为，它们源自超新星爆发后留下的残骸。

无论最终答案如何，科学家们始终满怀热情，投身于宇宙射线的研究。尽管起源之谜尚未解开，但宇宙射线研究已跻身天体物理学的重要领域。人们普遍认为，通过研究宇宙射线，我们能够获取宇宙奇特环境中诸多过程的宝贵信息，如射电星系、类星体，以及中子星和黑洞周围沸腾旋转的吸积盘等。尽管起源尚未定论，科学家们仍在不懈努力，逐步揭示宇宙射线的特性及其对地球和人类环境的影响。

参考来源：新华网、中国科普博览 、央视网