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天文学家探测到超高能伽马射线源

2021-07-14 12:02          高海拔宇宙线观测站 伽马射线宇宙射线

LHAASO J0341+5258 在 25 TeV 以上的显着性图。绿色圆圈标记4FGL J0340.4+5302的位置,蓝色十字标记脉冲星PSR J0343+5312的位置。

来自中国科学院 (CAS) 和其他地方的天文学家报告了在银河平面内检测到新的超高能 (UHE) 伽马射线源。新确定的源,指定为 高海拔宇宙线观测站(LHAASO) J0341+5258,扩展后其发射达到 200 TeV。7 月 5 日在 arXiv.org 上发表的一篇论文详细介绍了这一发现。

源发射的伽马辐射与光子能量100电子伏特和100米之间的TeV被称为非常高的能量(VHE)的γ射线源,而那些具有光子能量大于0.1 PEV被称为超高能量(UHE)伽玛射线源。这些来源的性质仍然不是很清楚。因此,天文学家一直在寻找这种类型的新物体来表征它们,这通常可以更清楚地了解它们的特性。

现在,中科院曹震带领的天文学家团队利用中国的大型高空风淋天文台(LHAASO)发现了这种类型的新源。LHAASO J0341+5258 在 2019 年 12 月至 2020 年 11 月的观测活动中被检测到。

“自 2019 年 12 月以来,LHAASO-KM2A 实验的一半以高占空比监测了从 -15 度到 75 度以上数十 TeV 的偏角波段的天空。从LHAASO J0341+5258 的方向使用能量高于 25 TeV 的事件,”研究人员在论文中写道。

观测发现,LHAASO J0341+5258 是一个角大小约为 0.29 度的扩展源。该源发出的伽马射线达到近 200 TeV (0.2 PeV) 的值。

结果表明,LHAASO J0341+5258 高于 25 TeV 的伽马射线发射的积分能量通量约占蟹状星云通量的 20%。天文学家补充说能量这个源的光谱可以通过幂律地描述的,即使有在约50 TeV的曲率的暗示。

此外,发现 LHAASO J0341+5258 在位置上与已知的 GeV 伽马射线源 4FGL J0340.4+5302 重合。因此,研究人员假设这两个来源可能具有统一的起源。

总结结果,该论文的作者指出,LHAASO J0341+5258 可能是脉冲星风星云 (PWN) 和/或脉冲星晕的扩展发射。然而,这种情况的挑战是缺乏据报道的强大脉冲星。

“有趣的是,这样的脉冲星可以是伽玛射线源4FGL J0340.4 + 5302具有低于1 GeV的特征频谱。脉冲无线电发射的检测从该源将支持IC [逆康普顿]的UHE的原点的γ-射线发射,”科学家解释说。

他们补充说,来自 LHAASO J0341+5258 的 UHE 发射的强子起源可以解释为来自分子云的“回声”。这是质子与古老的超新星遗迹附近的致密气体区域相互作用的结果。

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