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重磅!西藏ASγ实验发现超高能宇宙线加速候选天体

olivia chan

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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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