中国“拉索”精确测量蟹状星云超高能伽马辐射

中新网北京7月9日电（记者孙紫发）继不久前在银河系发现第一批超高能宇宙加速器，开启“超高能伽马天文学”时代后，我国重大国家科技基础设施“高能”高空宇宙射线天文台”（LHAASO，中文音译）正在建设中。绰号“套索”），最新精确测量蟹状星云的亮度，并记录在蟹状星云中，高达1100万亿电子伏特的伽马辐射挑战了理论极限。

这两项高能物理领域的重大科研成果由中国科学院高能物理研究所（高能物理研究所）牵头的“套索”国际合作组完成，中国科学院）。相关结果论文发表于北京时间7月9日凌晨。在线发表于国际知名学术期刊《科学》。

“套索”国际合作组发言人、中科院高能研究所曹震研究员介绍，“套索”准确测量高能天文“标准烛光”的亮度这一次，覆盖了 3.5 个数量级。能量范围为超高能伽马光源设定了新标准。这个“标准烛光”是宋代四天鉴发现并记录的“客星”经过一千年演化形成的著名天体蟹状星云。

“Cable”测量了蟹状星云辐射的最高能量端能谱，覆盖了从0.0005到1.1拍（1拍=1000万亿）电子伏特的大范围，不仅证实了这个范围内的其他人数十年实验的观测结果也实现了对超高能区（0.3-1.1 PeV）前所未有的精确测量，从而为该能区的“标准烛光”树立了亮度标准。

蟹状星云距地球约 6,500 光年。它诞生于公元1054年的一次超亮超新星爆炸。它是第一个获得现代天文学认证的具有清晰历史观测记录的超新星遗迹。它的中心是一颗以每秒 30 次的速度快速旋转的脉冲星。高速旋转的超强磁场不断将脉冲星磁层中的大量正负电子吹向周围，形成速度接近光速的强烈星风。 .当恒星风中的电子与外部介质碰撞时，它们会进一步加速到更高的能量，并产生人们看到的星云。

蟹状星云是少数能发出无线电、红外线、光学、紫外线、X 射线和伽马射线波段辐射的天体之一。历史上对其光谱进行了大量的观察和研究，是非常明亮且稳定的高能??辐射源，因此被用作多波段的“标准烛光”，即测量光度的尺子。其他天体的辐射强度。

同时，这次对“套索”的观测还记录到了能量为 1.1 拍，即 1100 万亿电子伏特的伽马辐射光子，确定其大小仅为太阳系（蟹状星云核心区（大约是太阳与地球距离的5000倍）有一个强大的电子加速器，它的加速能量大约是当今人工加速器产生的最高能量的20000倍，接近经典电动力学和理想磁流体动力学。理论允许的加速度极限。

在“套索”之前发现的12个超高能伽马光源中，蟹状星云是其中之一能够发射电子光子的光源，也是唯一一个有明确辐射源的天体。这次测量的1.1-PeV光子提供了2.3-PeV电子加速器存在的直接观测证据，更好比人类在地球上建造的最大的电子加速器——欧洲核研究中心大型强子对撞机（LHC的前身产生的电子束的能量）电子电子对撞机（LEP）高出约2万倍。

曹震指出，??由于能量较高的电子在磁场中更容易损失能量，蟹状星云中的粒子加速机制必须非常有效地克服这些电子的能量损失。根据“电缆”的测量结果，其加速效率达到了理论极限的15%，比超新星爆炸产生的爆震波的加速效率高出约1000倍。无疑是高能天体物理学中电子加速的“标准模型”。挑战。

业内专家表示，最新发表在上的研究成果，充分展示了“电缆”交叉校验的能力，独特的多重检测手段，确保测量结果的准确性和准确性.可靠性。

由中国科学院高能研究所承建、负责运行管理的大型科学装置“电缆”位于海拔4410米的海子山。四川省稻城县人。它占地约1.3平方公里，由5195个电磁粒子探测器和1188个木子探测器组成的一平方公里地面阵雨粒子阵列、平方米水切伦科夫探测器阵列、复合阵列组成。由18个广角切伦科夫望远镜交替排列组成。

“套索”利用这四种探测技术，全方位、多元、三维地测量宇宙射线或伽马射线在大气中的响应，并重构其基本信息。

曹震表示，“套索”计划于2021年7月建成并投入科学运行，预计每年可记录到1-2个来自蟹状星云的电子光子。因此，在未来几年，更多关于电子-电子伏打粒子加速的奥秘有望被揭开。 （完）

文章来源：《中国辐射卫生》 网址: http://www.zgfswszz.cn/zonghexinwen/2021/0809/955.html