你一定看过由沐浴乳搓洗出来的泡泡，它们由一层薄膜组成，包裹着少量空气；太空中的星系也存有类似的气泡，只是它们延伸了数千光年远。现在，科学家进一步发现这些气泡是天然的粒子加速器，在边缘处产生高能粒子，可能是宇宙射线的起源地。
我们的银河系就有两颗巨大球形气泡，位于银河核心南部和北部，直径各约 25,000 光年，科学家将它们命名为费米气泡，由费米伽玛射线太空望远镜在 2010 年时发现（做为比较，太阳系直径约 2 光年），科学家推测气泡可能是超大质量黑洞消耗物质后，沿着磁场线喷出的高速等离子喷流，或来自星爆的冲击波，将大量恒星形成时所释放的气体推向太空。
而最近，密歇根大学团队在调查 NGC 3079 星系时有了新的见解。
NGC 3079 星系为棒旋星系，距离银河系约 6,700 万光年，一个明显特征就是星系中心也有一对往外喷发的巨大气泡，由于这些气泡在 X 射线、可见光和无线电波段下发光，团队利用哈伯太空望远镜、钱卓拉 X 射线天文望远镜的数据合成新图像，确认 NGC 3079 星系的气泡一个直径为 4,900 光年，另一个约 3,600 光年，比银河系的费米气泡还要小、年轻。
新图像（首图）的观察时间共曝光 35 小时，钱卓拉 X 射线望远镜观察的 X 射线频率数据以紫、粉红光呈现，哈伯太空望远镜观察的可见光频率数据则以红、蓝光呈现。而在钱卓拉 X 射线望远镜的数据中，研究人员从较小的气泡发现同步辐射（synchrotron radiation）。
同步辐射是指带电粒子的运动速度接近光速在电磁场中偏转时，沿运动的切线方向发出的一种电磁辐射，研究人员不明白为何会在小气泡中检测到同步辐射，但这些证据表明，气泡很可能是神秘宇宙射线的起源地。
研究人员推测其中机制为：当气泡膨胀并与星系际空间的气体碰撞时，气泡外部区域产生冲击波，带电粒子在这些冲击波中的紊乱磁场偏转，就像弹珠台里的小钢珠撞到钢钉后任意弹跳一样；而当粒子通过冲击波前沿时会被加速、进而逃逸，可能最终就以宇宙射线的形式撞击地球大气层。
这些气泡做为天然的粒子加速器，能量比地球上的人造粒子加速器大型强子对撞机（LHC）还要强上 100 倍。
新研究告诉了科学家，粒子加速的地点发生在气泡外缘，而不是星系中心，随着未来其他望远镜投入无线电或 X 射线波段的检测、建立星系气泡的理论模型，我们一定能确认神秘宇宙射线的起源。新论文发表在《天体物理学》期刊。
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（首图来源：钱卓拉 X 射线天文台 / NASA）
