西藏羊八井尝试发明迄今最高能量宇宙伽玛射线

 
 
西藏羊八井尝试发明迄今最高能量宇宙伽玛射线  
 

    左图：西藏ASgamma尝试视察到蟹状星云偏向100TeV以上的伽玛射线（图片来历：中科院高能物理研究所）；右图：右图:美国哈勃望远镜视察的蟹状星云图片（图片来历：NASA）

记者本日（7月3日）从中国科学院获悉，中日相助尝试团队克日操作我国西藏羊八井ASgamma尝试阵列发明白迄今为止最高能量的宇宙伽玛射线，这些宇宙伽玛射线来自蟹状星云偏向，能量高达450 TeV, 比此前国际上正式颁发的75TeV的最高能量跨越5倍以上。这符号着超高能伽玛射线天文视察进入到100 TeV以上的视察能段。

相关视察功效以 “First Detection of Photons with Energy Beyond 100 TeV from an Astrophysical Source”为题，将于7月下旬作为亮点文章在《物理评论快报》上颁发。

蟹状星云是位于金牛座的著名超新星遗迹，1054年我国宋朝的天文学家具体记录了该超新星发作现象，间隔地球6500光年阁下，其能量来历是位于个中的高速旋转的脉冲星，即蟹状星云脉冲星。蟹状星云在全电磁波段均具有较高的亮度，因此科学家在从射电、光学、X射线直至伽玛射线的整个电磁波段对其举办了具体的视察和研究。可是，跟着光子能量的增加，光子流强越来越低，视察也越来越坚苦。此前，国际上探测到的最高能量的伽玛射线为75TeV，是德国的HEGRA切伦科夫望远镜尝试组视察到的。此次中日相助团队发明白24个100 TeV以上的伽玛射线事例，超出宇宙线配景5.6倍尺度毛病，个中能量最高的约为450 TeV。

研究人员认为，这些100TeV以上的高能光子大概是更高能量的电子与周围宇宙微波配景辐射光子产生“逆康普顿散射”的功效，而超高能电子、正电子则在蟹状星云的脉冲星风云中发生。由此可以揣度，“蟹状星云”是“银河系内天然的高能粒子加快器”，与今朝世界上最大的人工电子加快器（加快电子最高能量0.2TeV）对比，“蟹状星云”的电子加快本领至少高了上万倍。

非光子成份的宇宙线是带电粒子，在银河系磁场中会产生偏转，因此它们的抵达偏向并不代表其加快源头的真实位置。伽玛射线光子是电中性的，不受磁场偏转，能直指其发生的源头，而超高能量的伽玛射线又是由高能带电粒子发生的。因此，超高能伽玛射线视察是研究这些极度粒子加快进程及其产生的极度情况的奇特途径，是摸索极度宇宙的重要探针之一。相识伽玛光子所能到达的最高能量以及这些超高能光子能量的漫衍，研究发生超高能伽玛射线光子的各类大概天体，有助于展现宇宙中极度天体的性质，以及个中的极度天体物理进程和纪律。

西藏羊八井ASgamma尝试位于海拔4300米的西藏羊八井，1990年一期阵列建成并开始运行，厥后多次进级改革，在银河系宇宙线的探测研究方面做出了一系列重大发明。2014年，相助构成员在现有65000平方米宇宙线外貌探测阵列下面新增加有效面积4200平方米的地下缪子水切伦科夫探测器，操作这种地下缪子水切伦科夫探测器的数据，可以或许剔除99.92%的宇宙线配景噪声。相助组正是凭借地下水切伦科夫缪子探测器，使得西藏羊八井ASgamma尝试成为100TeV以上能区国际上最敏捷的伽玛射线天文台，并因此测得本次100TeV伽玛射线，后续的运行尚有望发明更多的超高能伽玛射线源。

作为西藏羊八井ASgamma尝试的后续项目，我国正在四川稻城建树大面积高海拔宇宙线视察站LHAASO，其部门设备已经建成并投入视察运行。和ASgamma尝试对比，LHAASO的能量范畴和敏捷度要高一个数量级以上，将把宇宙线物理和超高能伽马射线天文研究推进到一个新的高度。另外，在空间探测方面，高能所正在牵头申请“摸索极度宇宙”EXU国际相助大科学打算，其综合机能比现有的同类空间探测设备将有大幅度的晋升，宇宙线物理和高能伽马射线天文也是该打算的主要科学方针。EXU和LHAASO以及海表里的其他空间和高山天文台相团结，将对宇宙极度天体和进程开展全天空、全时域、多波段和多信使的立体视察研究，预期实施之后将取得更多和更重大的成就。