高海拔宇宙线观测站揭示超高能宇宙
近日,国家重大科技基础设施“高海拔宇宙线观测站(LHAASO)”发布最新成果: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(PeV)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.
科学家们发现了能量超过拍电子伏的光子,来自天鹅座内非常活跃的恒星形成区.还发现了12个稳定伽马射线源,能量一直延伸到1 拍电子伏附近,这是位于LHAASO视场内、银河系内最明亮的一批伽马射线源,测到的伽马光子信号高于周围背景7倍标准偏差以上,射线源的位置测量精度优于0.3%uB0.
这些发现表明,年轻的大质量星团、超新星遗迹、脉冲星风云等是银河系超高能宇宙线起源的最佳候选天体,有助于破解宇宙线起源这个“世纪之谜”.科学家们也需要重新认识银河系高能粒子的产生、传播机制,探索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.
高海拔宇宙线观测站尚在建设中,这次成果是基于已经建成的1/2规模探测装置,在2020年内 11个月的观测结果,由中国科学院高能物理研究所牵头的LHAASO国际合作组完成.
在此次的成果发现中,LHAASO开发了远距时钟同步技术、多种触发模式并行等尖端技术、硅光电管的首次大规模使用、超大光敏面积微通道板光电倍增管等先进探测技术,大大提高了伽马射线测量的空间分辨率,达到了更低的探测阈能,使人类在探索更深的宇宙、更高能量的射线等方面,都达到前所未有的水平.LHAASO也为开展大气、环境、空间天气等前沿交叉科学研究提供了重要实验平台,并成为多边国际合作共同开展高水平研究的科学基地. (张天舒)
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