全球首次！西藏羊八井又有重大发现……

来源：西藏商报

重磅！！！

西藏羊八井ASγ实验发现

超高能宇宙线加速候选天体

近日，中日合作团队利用我国西藏羊八井ASγ实验阵列，在国际上首次发现距地球2600光年的超新星遗迹 SNR G106.3+2.7 发射出超过100TeV（100万亿电子伏特）的伽马射线。这些伽马射线可能是被SNR G106.3+2.7中的激波加速到PeV的宇宙射线（主要成份为质子）与附近的分子云碰撞产生的。SNR G106.3+2.7因此成为银河系中一个候选的“拍电子伏特宇宙线加速器”(“PeVatron”)，为解开超高能宇宙射线的起源之谜打开了重要窗口。

地下缪子水切伦科夫探测器。图由中科院高能所提供

自1912年发现宇宙射线以来，超高能宇宙线的起源问题至今未解，是一个世纪之谜。将宇宙射线加速到PeV（比地球上人造加速器的最高能量高100倍）能量的天体源被称为“PeVatron”，并被认为应该存在于银河系中。但是，由于宇宙射线带电荷，它们在传播的过程中会受到银河系磁场的偏转，到达地球时的方向已经不再指向源头了，因此无法通过宇宙线的方向来寻找“PeVatron”。

幸运的是，宇宙射线在其源头被加速后可能与附近的分子云发生碰撞，产生中性π介子，随后π介子衰变产生能量约为母体宇宙射线能量十分之一的伽马射线（这类伽马射线被称为是“强子起源”）。由于伽马射线不带电荷，沿直线传播，因此观测到的伽马射线到达方向就是该天体源方向，借此可以寻找 “PeVatron”。

西藏ASγ实验观测到超新星遗迹（SNR） G106.3+2.7附近10TeV以上的伽马辐射图像，伽马能量延续到100 TeV以上。图由中科院高能所提供

判断一个天体源是否是宇宙线“PeVatron”，主要有三条判据：

①该天体源发出的伽马射线能量超过100 TeV；②伽马射线发射区与分子云的位置一致；③能够排除超高能伽马射线产生于脉冲星及其风云高能电子的可能性，即排除“轻子起源”。
此前，世界上还没有任何一个实验组找到同时满足以上三个条件的天体。羊八井ASγ实验并非唯一一个观测到来自于这个超新星遗迹的伽马射线的实验。同样观测到的还有美国的VERITAS成像切伦科夫望远镜、美国费米伽马射线空间望远镜、美国的HAWC实验。

羊八井国际宇宙线观测站。图由中科院高能所提供

西藏中日合作ASγ实验位于海拔4300米的西藏羊八井，始建于1989年。2014年，中日合作ASγ实验团队在原有的宇宙线表面阵列的地下增设了创新型的地下缪子水切伦科夫探测器（4500平方米），用于探测宇宙线质子与地球大气作用产生的缪子。综合利用表面和地下探测器阵列的数据，可以排除99.92%的宇宙线背景噪声，从而大大提高了探测伽马射线的灵敏度。

据介绍

此次，中日合作团队通过有效时间2年的观测，测量到了来自SNR G106.3+2.7方向的超过100TeV的超高能伽马射线，发现这些伽马射线的空间分布与附近分子云的分布接近，而与这个区域内存在的脉冲星及其风云关联较弱。对这些观测结果的一个合理解释是：质子在SNR G106.3+2.7附近被激波加速到PeV能区，然后与附近的分子云碰撞产生中性π介子，随后π介子衰变产生超高能伽马射线。这样，G106.3+2.7就成为银河系中一个“PeVatron”候选体，为解开超高能宇宙线起源的世纪之谜打开了一个宝贵的窗口。

还有这些信息值得关注！

---

主编：赵江丰

编辑：明吉 丹增朗赛