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科研进展
LHAASO实验发现超高能伽马射线“泡泡”
作者:冯存峰        发布时间:2024-02-26        点击数:

高海拔宇宙线观测站(LHAASO)在天鹅座观测到巨大的超高能伽马射线 “泡泡”,尺度超过150 pc (1 pc约等于3.26光年),其伽马射线能量最高达拍电子伏(1015 eV),表明这个“泡泡”的核心区可能是一个可以把质子加速到超过10拍电子伏的超级加速器。该结果已在最新一期《science bulletin》正式发表并被选为封面文章(https://doi.org/10.1016/j.scib.2023.12.040)。

                                             

前沿交叉科学青岛研究院是LHAASO实验合作组成员单位,冯存峰教授从最初的实验设计就开始参加了LHAASO的研究工作,他介绍说:宇宙线的起源被称为世纪之谜,寻找宇宙线起源是LHAASO重要的物理目标之一;天鹅座是LHAASO最初发现的12个拍电子伏伽马射线源之一,是我们近邻最强的新星形成区域。山东大学LHAASO团队对这一天区非常关注,这次观测到在天鹅座区域还存在巨型的超高能伽马射线“泡泡”,其特征与宇宙线拍电子伏加速器模型预期一致,这表明该区域很可能就是一个超高能宇宙线源。

山东大学博士研究生高川东(导师冯存峰教授)参加LHAASO实验的建设和数据分析工作,主要集中研究利用LHAASO水切伦科夫探测器阵列(WCDA)进行伽马射线源的测量,开发了面向复杂天区的信号分析方法,并用于天鹅座天区巨型伽马射线“泡泡”的测量。 他介绍说:天鹅座天区结构复杂,具有多个已知星体,还伴随有大量星际弥散物质。这次天鹅座区域的巨型“泡泡”测量,通过三维似然函数拟合,联合WCDAKM2A的数据,在超过三个量级的能量范围内,对伽马源和弥散伽马“泡泡”进行联合测量,测量结果在整个能量范围内与质子拍电子伏加速器模型预期符合,这表明天鹅座核心很可能是一个宇宙线拍电子伏加速源候选体。

LHAASO实验在超高能宇宙线观测中具有国际领先水平,山东大学在LHAASO实验的探测器研制与性能检测、计算软件开发工作中发挥了重要作用,并已开展了多个物理分析工作,包括超高能伽马射线观测、宇宙线能谱测量和新物理现象寻找等工作,并已取得多项显著成绩,一批重要结果还将陆续发表。