探測到迄今最高能伽馬射線,能量破紀錄翻倍達955 TeV

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宇宙射線主要由單純的質子(89%)或氦原子核(10%,即α 粒子)之類的粒子構成,能量有高有低(比如我們的太陽就會產生低能宇宙射線,能量通常不高於1 GeV ... X 科技新知時時更新 免費訂閱電子報 訂閱 退訂 ※此電子郵件已被使用! 請勾選您感興趣的類別(至少勾選一項) 產業科技 科技財經 網路趨勢 科技新知 科技新品 同意隱私權政策* 銀河系中某個物體正在產生無法解釋的爆發,能量比地球上任何人造粒子加速器還要強上百倍。

位於西藏的ASgamma實驗設備近日探測到迄今為止最高能伽馬射線,能量達957TeV,已接近下一領域PeVatron天體發出的PeV能量範圍。

首先我們要區分一下宇宙射線和伽馬射線。

宇宙射線主要由單純的質子(89%)或氦原子核(10%,即α粒子)之類的粒子構成,能量有高有低(比如我們的太陽就會產生低能宇宙射線,能量通常不高於1GeV),而高能宇宙射線普遍認為來自太陽系外的超新星、超新星殘骸、新生恆星形成區域或超大質量黑洞,因這些地方擁有強大的磁場可加速粒子。

然而宇宙射線帶電荷,這代表當它們經過磁場時容易被偏轉改向,所以很難靠單一探測追溯到宇宙射線源頭。

但凡走過必留下痕跡。

宇宙射線在行進過程中會與星際介質相互作用,導致原子衰變進而產生高能伽瑪射線光子,能量約為宇宙射線母體的10%,由於伽瑪射線不具電荷、故完全不受磁場影響,是揭露高能宇宙射線的理想訊息載體。

幸運的話,伽馬射線與地球大氣相撞,散射成一系列無害亞原子粒子組成的「粒子雨」,這些粒子降到地面時能量已大減,而天文學家就利用跨越數公里的望遠鏡陣列來捕捉它們,比如ASgamma設備。

2019年時,ASgamma就接收到來自蟹狀星雲的100TeV高能伽瑪射線,是當時伽馬射線能量的最高紀錄。

而這次,ASgamma望遠鏡陣列找到23條沒有特定源頭、散佈在整個銀河盤面的伽馬射線,能量範圍介於400~955.7TeV,而這其中包含1個打破過去最高紀錄、能量接近PeV範圍的超高能伽馬射線(十進位單位:eV→KeV→MeV→GeV→TeV→PeV)。

上述已提到伽馬射線能量僅為母體宇宙射線的10%,如今探測到能量高達955.7TeV的伽馬射線,強烈暗示宇宙中存在被某種天體加速到10PeV以上的宇宙射線(1PeV=1TeV1,000倍),科學家稱這種天體為PeVatron。

不過ASgamma找到的伽馬射線位置又很隨機,這說明能將宇宙射線加速到PeV能量的PeVatron天體可能散佈在整個銀河系中,也不排除宇宙射線來自銀河系外。

科學家下一步將嘗試尋找PeVatron天體。

但也許它們有一些如今已經消失了,就像滅絕的恐龍一樣,僅僅留下宇宙射線和伽馬射線作為它存在過的證據。

如果能找到一個活躍中的PeVatron天體,科學家就能展開更多研究,比如什麼天體會發射能量達PeV等級的伽馬射線和宇宙射線?如何將宇宙射線加速到PeV能量範圍?這些射線又如何在銀河系內傳播?新論文發表在《物理評論快報》(PhysicalReviewLetters)。

Record-breakinggammarayissmokinggunforMilkyWaycosmicrays Decadesofhuntingdetectsfootprintofcosmicraysuperacceleratorsinourgalaxy WeFinallyHaveTheFirst-EverEvidenceofCosmicSuperacceleratorsinOurGalaxy SignsofPeVatronsinGamma-RayHaze AnExtremelyPowerfulandUnexplainedEnergyRayToreThroughOurGalaxy (首圖來源:美國物理學會) 延伸閱讀: 蟹狀星雲伽馬射線直撞地球,能量達大型強子對撞機10倍 科技新知,時時更新 科技新報粉絲團 訂閱免費電子報 關鍵字:ASgamma,PeVatron,伽馬射線,宇宙射線,粒子雨 Postnavigation ←特斯拉在中國陷「監控門」,一度傳上海暫停新車上牌 赴中工作返台遭限制出境又一樁?傳美光控告合肥長鑫挖角的前南亞科員工→ 我們偵測 到您有啟用 ADBlock 請您暫停使用ADBlock,以支持我們持續能提供更多新聞資訊與優質的閱讀環境。

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