超高能量宇宙射线，它出现在极端的天体物理环境中，比如动荡的环境黑洞和中子星附近的粒子比太阳产生的高能粒子能量大得多。事实上，构成这些能量流的粒子的能量大约是在最极端的粒子环境中加速的粒子的一千万倍地球上的政府，人造大型强子对撞机。

　　这些能量从何而来？多年来，科学家们认为它来自于极端天体物理环境中发生的冲击——例如，当一颗恒星在形成黑洞之前爆炸时，会引起巨大的爆炸，引发粒子。

　　这个理论似乎是合理的，但是，根据本周发表在《天体物理学杂志通讯》上的一项新研究，这些观测结果可以用另一种机制来更好地解释。研究人员发现，宇宙射线能量的来源更有可能是磁湍流。该论文的作者发现，这些环境中的磁场纠缠和旋转，迅速加速粒子，并急剧增加它们的能量，直到突然停止。

　　“这些发现有助于解决天体物理学家和粒子物理学家都非常感兴趣的持久问题，即这些宇宙射线是如何获得能量的，”哥伦比亚天体物理实验室的副研究科学家、该论文的作者之一卢卡·科米索（Luca Comisso）说。

　　这篇论文补充了Comisso和合作者去年发表的关于太阳高能粒子的研究，他们也发现了太阳日冕磁场中出现的高能粒子。在那篇论文中，科米索和他的同事们发现了更好地预测这些高能粒子出现的方法。

　　超高能量宇宙射线比太阳的高能粒子要强大几个数量级：它们可以达到1020电子伏特，而来自太阳的粒子可以达到1010电子伏特，两者相差10个数量级。（要了解这种巨大的尺度差异，考虑一下质量约为0.05克的一粒大米和500吨的空客A380（世界上最大的客机）之间的重量差异。）“有趣的是，这两种截然不同的环境有一些共同点：它们的磁场高度纠缠，这种纠缠的性质对粒子的激励至关重要，”科米索说。

　　“值得注意的是，超高能量宇宙射线的数据显然更倾向于磁湍流的预测，而不是激波加速度的预测。这是该领域的一个真正突破，”该论文的作者之一、纽约大学物理学教授格伦尼斯·r·法拉（Glennys R. Farrar）说。