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发现迄今最高能量的宇宙伽马射线--羊八井“白盒子”

发布时间:2019-11-26 15:12:08
作者:无

7月3日上午10时,ASgamma实验科学成果新闻发布会在中国科学院高能物理研究所召开。在新闻发布会上,西藏ASgamma实验科学团队发言人黄晶介绍,近日,西藏羊八井ASgamma实验阵列发现了迄今为止最高能量的宇宙伽马射线。据悉,这些宇宙伽马射线来自蟹状星云方向,能量高达450TeV,比此前国际上正式发表的75TeV的最高能量高出5倍以上。这标志着超高能伽马射线天文观测进入到100TeV以上的观测能段。记者 赵越

▲项目组成员刘茂元和高启(左)在西藏羊八井ASgamma实验阵列调试设备。(新华社)

◀西藏羊八井ASgamma实验阵列。(新华社)

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详细记录了该超新星爆发现象,距离地球6500光年左右,其能量来源是位于其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射线直至伽马射线的整个电磁波段对其进行了详细的观测和研究。此前,国际上探测到的最高能量的伽马射线为75TeV。此次中日合作ASgamma实验团队发现了24个100TeV以上的伽马射线事例,超出宇宙线背景5.6倍标准偏差,其中能量最高的约为450TeV。

研究人员认为,这些100TeV以上的高能光子可能是更高能量的电子与周围宇宙微波背景辐射光子发生“逆康普顿散射”的结果,而超高能电子、正电子则在蟹状星云的脉冲星风云中产生。由此可以推断,“蟹状星云”是“银河系内天然的高能粒子加速器”,与目前世界上最大的人工电子加速器(加速电子最高能量0.2TeV)相比,“蟹状星云”的电子加速能力至少高了上万倍。

了解伽马光子所能达到的最高能量以及这些超高能光子能量的分布,研究产生超高能伽马射线光子的各种可能天体,有助于揭示宇宙中极端天体的性质,以及其中的极端天体物理过程和规律。

西藏羊八井ASgamma实验阵列位于海拔4300米的西藏羊八井。1990年,一期阵列建成并开始运行,后来多次升级改造,在银河系宇宙线的探测研究方面做出了一系列重大发现。

2014年,合作组成员在现有65000平方米宇宙线表面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,利用这种地下缪子水切伦科夫探测器的数据,能够剔除99.92%的宇宙线背景噪声。合作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实验成为100TeV以上能区国际上最灵敏的伽马射线天文台,并因此测得本次100TeV伽马射线,后续的运行还有望发现更多的超高能伽马射线源。

西藏羊八井ASgamma实验由中科院高能物理研究所和日本东京大学宇宙线研究所共同主持。此次重要发现是中日合作双方三十年持之以恒,不断创新,不断努力的结果。该项目得到中国国家自然科学基金委员会、科学技术部、中国科学院及日本文部省、学术振兴会(JSPS)等机构的支持。同时,实验在西藏的建设与运行也得到了我区各级政府及西藏大学的大力支持。

来源:西藏商报
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