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欧博代理(www.aLLbetgame.us):挑战理论极限!中国“拉索”准确丈量蟹状星云超高能伽马辐射

admin2021-07-1025

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古籍《文献通考》中关于1054年客星的纪录。 中科院高能所 供图

北京7月9日电 (记者 孙自法)继不久前在银河系内发现首批超高能宇宙加速器、开启“超高能伽玛天文学”时代之后,中国正在建设中的国家重大科技基础设施“高海拔宇宙线观察站”(LHAASO,中文音译昵称“拉索”),最新又取得准确测定蟹状星云亮度,并在蟹状星云内纪录到挑战理论极限的、高达1100万亿电子伏的伽马辐射。

高能物理领域这两项重大科研功效,由中国科学院高能物理研究所(中科院高能所)领衔的“拉索”国际互助组完成,相关功效论文北京时间7月9日破晓在国际著名学术期刊《科学》(Science)上线揭晓。

蟹状星云(图片泉源NASA)。 中科院高能所 供图

丈量蟹状星云辐射最高能量端能谱

“拉索”国际互助组谈话人、中科院高能所研究员曹臻先容说,“拉索”此次准确丈量了高能天文学“尺度烛光”的亮度,笼罩3.5个量级的能量局限,为超高能伽马光源测定了新尺度。这个“尺度烛光”就是由宋朝的司天监发现并纪录的“客星”经千年演化而形成的著名天体蟹状星云。

“拉索”丈量了蟹状星云辐射的最高能量端能谱,笼罩从0.0005到1.1拍(1拍=1000万亿)电子伏的宽阔局限,不只确认此局限内其他实验几十年的观察效果,还实现亘古未有的超高能区(0.3-1.1拍电子伏)的准确丈量,从而为该能区“尺度烛光”设定了亮度尺度。

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蟹状星云距离地球约6500光年,降生于公元1054年的一次超级明亮的超新星发作,是现代天文学中首个被证认的具有清晰历史观察纪录的超新星遗迹。其中央有一颗以每秒钟30圈快速旋转的脉冲星,高速旋转的超强磁场将脉冲星外面磁层中大量正负电子连续不停地吹向周围,形成一股速率近乎光速的强劲星风。星风中的电子与外部介质碰撞后会被进一步加速至更高能量并发生人们看到的星云。

蟹状星云是为数少少的在射电、红外、光学、紫外、X射线和伽马射线波段都有辐射的天体,历史上对其光谱已举行大量观察研究,是异常明亮且稳固的高能辐射源,因此在多个波段它被作为“尺度烛光”,也即是丈量其他天体辐射强度的标尺。

资料图:从稻城飞往成都的航班上拍摄建设中的“拉索”全景。 记者 孙自法 摄

蟹状星云加速能量达人工最高两万倍

与此同时,“拉索”本次观察还纪录到能量达1.1拍即1100万亿电子伏的伽马辐射光子,由此确定在约莫仅为太阳系1/10巨细(约5000倍日地距离)的蟹状星云焦点区内存在能力超强的电子加速器,其加速能量到达当今人工加速器发生电子束最高能量的两万倍左右,直逼经典电动力学和理想磁流体力学理论所允许的加速极限。

在“拉索”此前发现的12颗超高能伽马光源中,蟹状星云是两个具有拍电子伏光子发射能力的光源之一,同时也是唯一明确辐射源的天体。而此次测到1.1拍电子伏光子,提供了2.3拍电子伏电子加速器存在的直接观察证据,这比人类在地球上制作的最大的电子加速器――欧洲核子研究中央大型强子对撞机(LHC)前身正负电子对撞机(LEP)发生电子束的能量高两万倍左右。

曹臻指出,由于越高能的电子越容易在磁场中损失能量,蟹状星云内的粒子加速机制必须具有惊人效率才气战胜这些电子的能量损失。据“拉索”的丈量效果推算,其加速效率竟到达理论极限的15%,这比超新星发作发生的爆震波的加速效率高约1000倍,无疑对高能天体物理中电子加速的“尺度模子”提出挑战。

“拉索”本月所有建成将投入科学运行

业内专家称,这次最新在《科学》揭晓论文的研究功效,充实体现出“拉索”怪异的多种探测手段相互交织磨练的能力,确保丈量效果的准确性和可靠性。

由中科院高能所肩负建设、认真运行治理的大科学装置“拉索”,位于四川省稻城县海拔4410米的海子山,占地面积约1.3平方公里,是由5195个电磁粒子探测器和1188个缪子探测器组成的一平方公里地面簇射粒子阵列、78000平方米水切伦科夫探测器阵列以及18台广角切伦科夫望远镜交织排布组成的复合阵列。

“拉索”接纳这四种探测手艺,可以全方位、多变量、立体地丈量宇宙线或伽马射线在大气层中的反映,并重修它们的基本信息。

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