LHAASO|重磅：LHAASO测定标准烛光超高能段亮度( 二 ) 蟹状星云|超高能|伽马射线|亮

【LHAASO|重磅：LHAASO测定标准烛光超高能段亮度】“LHAASO测量了蟹状星云辐射的最高能量端能谱，覆盖了从0.5到1100万亿电子伏宽广的范围，不但确认了此范围内其他实验几十年的观测结果，还精确测量了前所未有的超高能区，即从300至1100万亿电子伏的能区，这为该能区标准烛光设定了亮度标准。”曹臻说。

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蟹状星云伽马射线能谱图（中科院高能物理所供图）
LHAASO是怎么做到的？
LHAASO之所以能取得这一成果，得益于它的探测技术。它位于四川省稻城县海拔4410米的海子山，由1平方公里地面簇射粒子阵列、78000平方米水切伦科夫探测器阵列，以及18台广角切伦科夫望远镜交错排布组成，其中，地面簇射粒子阵列包括了5195个电磁粒子探测器和1188个缪子探测器。
曹臻表示，这样的复合阵列，让LHAASO可以全方位、多变量、立体地测量宇宙线或伽马射线在大气层中的反应，并重建它们的基本信息。而它独特的多种探测手段相互交叉检验的能力，也确保了测量结果的准确性和可靠性。

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2020年12月28日，LHAASO四分之三阵列（中科院高能物理所供图）
这次，LHAASO不仅测出了蟹状星云在更高能量波段的情况，还从理论上探讨了这种超高能伽马射线是怎么形成的。
此前，LHAASO的科学家通过探测落在地球上的伽马光子，发现了12个超高能伽马光源，成果于今年5月17日发表在《自然》杂志上。在这12个超高能伽马光源中，有两个光源能发射出拍电子伏的光子，其中一个来自蟹状星云，光子能量达到0.9拍电子伏。在这次观测的基础上，科研人员又收集了几个月的数据，又发现了一个1.1拍电子伏的伽马光子，它对应着一个提供了2.3拍电子伏的电子加速器，而这个加速器便位于蟹状星云。
“2.3拍电子伏，比人类在地球上建造的最大的电子加速器能产生的电子束能量要高出两万倍左右。”曹臻说。
他们推测，蟹状星云里的超高能粒子加速器的加速效率，比超新星爆发产生的爆震波的加速效率，还要高出约一千倍。“这挑战了高能天体物理中电子加速的理论。”曹臻说。
不过，对于超高能伽马射线实际是怎么产生的，曹臻表示，目前尚无定论。
对于未来的研究，曹臻充满信心。“LHAASO处在边建设边运行的阶段，将于2021年7月全部建成。我们预计，全部建成后，LHAASO每年可以记录到1到2个来自蟹状星云的拍电子伏光子。未来几年内，更多关于拍电子伏粒子加速的奥秘将被揭开。”曹臻说。(倪思洁)
相关论文信息：
https://doi.org/10.1126/science.abg5137
https://doi.org/10.1038/s41586-021-03498-z

LHAASO|重磅：LHAASO测定标准烛光超高能段亮度( 二 )

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