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“拉索”發布重磅成果 全球首個認證兆級超級宇宙線加速源
2024-02-26 08:58:38 來自:四川新聞網 編輯:王云
      日前,記者從中國科學院高能物理研究所天府宇宙線研究中心獲悉,位于四川省稻城縣的高海拔宇宙線觀測站“拉索”(LHAASO)在天鵝座恒星形成區發現了一個巨型超高能伽馬射線泡狀結構,系全球首次發現的能量高于1兆電子伏的宇宙線起源天體,對破解銀河系宇宙線起源之謎具有重要意義。
 
高海拔宇宙線觀測站“拉索”(LHAASO)
 
  宇宙線是一種帶電粒子,在宇宙中以接近光速的速度飛行,它的起源是當代天體物理學最重大的前沿科學問題之一。拉索此次在天鵝座恒星形成區發現的巨型超高能伽馬射線泡狀結構,內有多個能量超過1千萬億電子伏的光子分布其中,最高的達到了2千萬億電子伏以上。
 
  “一般來說,產生能量為2千萬億電子伏的伽馬光子,需要能量至少高10倍的宇宙線粒子。這表明拉索此次發現的泡狀結構內部存在超級宇宙線加速器,能夠源源不斷地產生能量至少達到2兆電子伏的高能宇宙線粒子,并注入到星際空間。”中國科學院院士、高能物理研究所研究員、天府宇宙線研究中心曹臻介紹,位于泡狀結構中心附近的大質量恒星星團(Cygnus OB2星協)是超級宇宙線加速器最可能的對應天體,這也是迄今為止人們能夠認證的第一個兆級超級宇宙線加速源。
 
天鵝座泡狀結構的流強隨流量分布以及模型擬合結果
 
  “2021年,拉索觀測到人類歷史上首個1.4千萬億電子伏伽馬光子,引起了學界轟動與全球關注。之后,我們經過兩年多的持續觀測,再次在天鵝座發現了8個千萬億電子伏級別的超高能光子集中分布,是一個非常了不起的現象。”曹臻介紹,根據拉索的觀測圖像可以測算,本次發現的泡狀結構大小約為太陽系的1000倍。曹臻認為,隨著觀測時間的增加,拉索還可能探測到更多的千萬億電子伏乃至更高能量宇宙線的加速源,有望解決銀河系宇宙線起源之謎。
 
  此外,拉索還根據觀測數據,推斷出天鵝座泡狀結構內的超級宇宙線加速器使得周邊星際空間的宇宙線密度顯著高于銀河系內宇宙線的平均水平,其所影響的空間范圍甚至遠超目前觀測到的氣泡尺度,為拉索此前探測到的銀河系彌散伽馬射線輻射的超出提供了一種可能的解釋。
 
  該成果于2月26日以封面文章的形式在《Science Bulletin》上正式發表。
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