西藏羊八井ASγ实验新发现 破解高能宇宙线起源之谜又进一步

仙仙

中国科学院高能物理研究所4月2日公布消息，西藏ASγ实验观测到迄今为止最高能量的弥散伽马射线辐射，最高能量达957万亿电子伏特，接近1000万亿电子伏特，即1PeV（拍电子伏特）。这些超高能伽马射线弥漫分布在银盘（银河系在天空的投影）上，这是国际上首次发现PeV能量宇宙线在银河系中存在的证据。


研究成果被美国物理学会评论为“研究高能宇宙线起源之谜的里程碑”，并将于4月5日在美国《物理评论快报》正式发表。




宇宙线是来自宇宙空间的高能粒子流，其起源是一个前沿科学问题。通常认为，低于几个PeV能量的宇宙线主要产生于银河系内。而能将宇宙线加速到PeV能量的天体，即“拍电子伏特宇宙线加速器”（PeVatron），理论模型预测也应该存在于银河系中，“候选者”包括超新星遗迹、恒星形成区和银河系中心的超大质量黑洞等，但此前一直没有得到观测证实。


“无论是从空间分布上论证，还是从伽马能谱特征分析，均表明此次发现的弥散伽马射线是银河系内的宇宙线源产生的。”中科院高能物理研究所粒子天体中心研究员、西藏ASγ实验负责人黄晶研究员介绍，ASγ实验在银盘上发现的超高能弥散伽马射线，其能谱特征与PeV能量宇宙线和银河系分子云碰撞产生伽马射线的模型预言相符，就像是“拍电子伏特宇宙线加速器”在银河系内留下的一串串足迹，成为“拍电子伏特宇宙线加速器”存在于银河系的重要证据。




今年3月，西藏ASγ实验曾发布研究成果：首次发现超新星遗迹SNR G106.3+2.7方向存在超过100万亿电子伏特的伽马射线，表明超新星遗迹SNR G106.3+2.7是目前为止在银河系中发现最可能的“拍电子伏特宇宙线加速器”候选天体。


西藏ASγ实验位于海拔4300米左右的西藏羊八井镇。ASγ实验组由中科院高能物理研究所、中科院国家天文台等国内12个合作单位和日本东京大学宇宙线研究所等16个日方合作单位组成。（记者董瑞丰）