數百萬年前，遠方星系的一顆恆星發生劇烈的超新星爆炸，將碳、氮、氧等組成生命的元素散布到宇宙中。這些粒子成為宇宙射線在宇宙中跋涉數百萬年後，如今正不斷撞擊地球大氣。近日，搭載於國際太空站上的「阿爾法磁譜儀」（AMS-02）發表於《物理評論快報》的研究，為我們揭開了這些粒子的奧秘。
AMS-02 自 2011 年啟用以來，已累積收集超過 230 兆個宇宙射線事件。這些粒子包括氫、氦等常見元素，也包含磷、氯、鉀、氬及鈣等較罕見的元素。科學家透過測量粒子的「剛性」（rigidity）——一項反映宇宙射線粒子如何產生、加速及傳播的關鍵物理性質，試圖理解為何這些粒子在爆炸初始動能散去後，仍能以接近光速的速度移動。
研究團隊深入分析了週期表上介於氦與鐵之間的 20 種元素，驚人地發現這些宇宙射線並非隨機分佈，而是可以歸納為四個獨特的類別：兩種「主要宇宙射線」（源自深空未受破壞的原始射線）及兩種「次要宇宙射線」（在旅途中與星際氣體碰撞產生的混合粒子）。有趣的是，粒子中質子數的奇偶性（奇數或偶數）與其演化路徑密切相關，顯示恆星內部的元素合成機制深刻影響了它們在太空中的行為。
這項研究最重大的發現，在於 AMS-02 極高的數據精確度直接挑戰了現行的宇宙射線模型。目前科學家尚無法完全解釋這些觀測結果，這意味著現有理論可能遺漏了某些關鍵物理機制。
