重磅！西藏ASγ实验发现超高能宇宙线加速候选天体

olivia chan 2021年

近日，中日合作团队利用我国西藏羊八井ASγ实验阵列，在国际上首次发现距地球2600光年的超新星遗迹 SNR G106.3+2.7 发射出超过100TeV（100万亿电子伏特）的伽马射线。

观测报告于3月1日在线发表于Nature Astronomy上，题为“Potential PeVatron supernova remnant G106.3+2.7 seen in the highest-energy gamma rays”

研究报告了对10TeV以上超新星遗迹G106.3+2.7的伽马射线发射的观测。观测工作显示该天体发射出的伽马射线高达100TeV以上，并表明10TeV以上的超高能伽马射线区与分子云3的位置一致，而非脉冲星PSR J2229+6114。

因此，研究团队将据把宇宙射线(质子和其他原子核)加速到获得了拍电子伏特(PeV)及以上的能量（Peta eV，相当于10的15次方倍的电子伏特）的天体物理粒子加速器，列为超高能宇宙线加速候选天体，也就是“拍电子伏特宇宙线加速器”（PeVatrons）。虽然科学家预计PeVatron有可能拥有可以扩展到100TeV（100万亿电子伏特）的以上并没有截断的硬伽马射线能量谱。但由于加速宇宙射线的最大能量较低，或者由于100TeV左右的探测器灵敏度不足，目前已知的来源都没有表现出这样的光谱。

关于G106.3+2.7的伽马射线发射机制，观测结果显示的形态特征似乎偏向于强子起源——宇宙射线在其源头被加速后于附近的分子云发生碰撞，产生中性π介子，随后π介子衰变产生能量约为母体宇宙射线能量十分之一的伽马射线，而非的轻子起源——通过相对论电子的逆康普顿散射引起的跃迁起源。

研究人员认为，在同步辐射光谱上的X射线通量上限将为在源头粒子加速的机制提供重要的信息，为建立强子起源场景打下坚实的基础。

观测论文链接：

https://doi.org/10.1038/s41550-020-01294-9

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