稻城高海拔宇宙线观测站收到来自天鹅座内4700年前的信号

我国科学家捕获迄今为止最高能量光子

20210519期来自:四川科技报

四川省科学技术协会主管、主办 总编辑(代):姚海军 国内统一刊号:CN51-0046 邮发代号:61-71 2021年5月19日星期三 农历辛丑年四月初八 总第3195期 本期共8版

5月17日,中国科学院高能物理研究所联合SpringerNa-ture召开新闻发布会,公布国家重大科技基础设施“高海拔宇宙线观测站(LHAASO)”在银河系内发现大量超高能“宇宙加速器”,并记录到能量达1.4拍电子伏的伽马光子(拍=千万亿),这是人类观测到的最高能量光子,突破了人类对银河系粒子加速的传统认知,开启了“超高能伽马天文学”时代。这些发现于5月17日发表在“Nature”(《自然》)。

缪子探测器(MD)

电磁粒子探测器(ED)

该研究工作由中国科学院高能物理研究所牵头的LHAASO国际合作组完成。据LHAASO首席科学家曹臻介绍,这次报道的成果是基于已经建成的1/2规模探测装置,在2020年内11个月的观测数据。科学家发现最高能量的光子来自天鹅座内距地球4700光年的非常活跃的恒星形成区,还发现了12个超高能伽马射线源,光子能量一直延伸到1拍电子伏附近,这是位于LHAASO视场内最明亮的一批银河系伽马射线源,测到的伽马光子信号高于背景7倍标准偏差以上,源的位置测量精度优于0.3度。虽然这次使用的数据还很有限,但所有能被LHAASO观测到的源,它们都具有0.1拍电子伏以上的伽马辐射,也叫“超高能伽马辐射”。这表明银河系内遍布拍电子伏加速器,而人类在地球上建造的最大加速器(欧洲核子研究中心的LHC)只能将粒子加速到0.01拍电子伏。银河系内的宇宙线加速器存在能量极限是个“常识”,过去预言的极限就在拍电子伏附近,从而预言的伽马射线能谱在0.1拍电子伏附近会有“截断”现象,LHAASO的结果完全突破了这个“极限”。

曹臻介绍,这次发现开启了“超高能伽马天文”观测时代,表明年轻的大质量星团、超新星遗迹、脉冲星风云等是银河系内加速超高能宇宙线的最佳候选天体,有助于破解宇宙线起源这个“世纪之谜”。LHAASO的结果表明,科学家们需要重新认识银河系高能粒子的产生、传播机制,进一步研究极端天体现象及其相关的物理过程,并在极端条件下检验基本物理规律。

广角切伦科夫望远镜(WFCTA)

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