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天鹅座是什么

发布时间:2021-05-18 19:47:32   来源:    

天鹅座为北天星座之一。每年9月25日20时,天鹅星座升上中天。夏秋季节是观测天鹅座的最佳时期。有趣的是,天鹅座由升到落真如同天鹅飞翔一般:它侧着身子由东北方升上天空,到天顶时,头指南偏西,移到西北方时,变成头朝下尾朝上没入地平线。

相关发现

2021年5月17日,天鹅座万年前“发出”的“讯息”被成功捕获。国家重大科技基础设施“高海拔宇宙线观测站”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,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的时代。

科学家发现最高能量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*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*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*度优于0.3°。

这次观测积累的数据还很有限,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*,也叫“超高能伽马辐*”。

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”,从而预言的伽马*线能谱在0.1拍电子伏以上有“截断”现象。LHAASO的发现完全突破了这个“极限”,大多数源没有截断。

这些发现开启 “超高能伽马天文学”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。

其科学突破在于:此次研究成果突破了当前流行的理论模型。同时,此次研究成果开启“超高能伽马天文学”时代。

揭示了银河系内普遍存在能够将粒子能量加速超过1PeV的宇宙加速器。在这次观测中,LHAASO所能够有效观测到的伽马*线源中,几乎所有的天体都具有0.1PeV以上的超高能伽马辐*,说明辐*这些伽马*线的父辈粒子能量超过了1PeV。观测到的伽马*线能谱在0.1PeV以上没有明显截断,表明银河系宇宙线加速源不存在PeV以下的加速极限。

随着LHAASO的建成和持续不断的数据积累,可以预见这一探索极端宇宙天体物理现象的最高能量天文学研究将给我们展现一个充满新奇现象的未知“超高能宇宙”。

由于宇宙大爆炸产生的背景辐*无所不在,它们会吸收高于1PeV的伽马*线,超出了银河系的范围,即使它们在那里产生出来,我们也接受不到,由此可见这个观测窗口的特殊意义。

此外,此次研究成果也是能量超过1PeV的伽马*线光子首现于天鹅座区域和蟹状星云。

天鹅座恒星形成区是银河系在北天区最亮区域,拥有多个具有大量大质量恒星的星团,大质量恒星的寿命只有百万年的量级,因此星团内部充满大量恒星生生死死的剧烈活动,具有复杂的强激波环境,是理想的宇宙线加速场所,被称为“粒子天体物理实验室”。

LHAASO在天鹅座恒星形成区首次发现PeV伽马光子,使得这个本来就备受关注的区域成为超高能宇宙线源的最佳候选者,也就自然是LHAASO以及相关的多波段观测、乃至于多信使天文学的巨大热门,有望成为解开‘世纪之谜’的突破口。LHAASO测到的超高能光谱,特别是PeV能量的光子,严重挑战了这个高能天体物理的“标准模型”,甚至于对更加基本的电子加速理论提出了挑战。

国家重大科技基础设施

位于四川省稻城县海拔4410米的海子山,占地面积约1.36平方公里,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*粒子阵列(简称KM2A)、78000平方米水切伦科夫探测器、18台广角切伦科夫望远镜交错排布组成复合阵列,采用四种探测技术全方位、多变量测量宇宙线。高海拔宇宙线观测站的核心科学目标就是探索高能宇宙线起源以及相关的宇宙演化、高能天体演化和暗物质的研究。

广泛搜索宇宙中尤其是银河系内部的伽马*线源,*确测量它们从低于1TeV(1万亿电子伏,也叫“太电子伏”)到超过1PeV(1000万亿电子伏,也叫“拍电子伏”)宽广能量范围内的能谱,测量更高能量的弥散宇宙线的成份与能谱,揭示宇宙线产生、加速和传播的规律,探索新物理前沿。

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