黑科技 科学 能量最强的蟹状星云伽马射线撞击地球,能量是大型强子对撞机的十倍

能量最强的蟹状星云伽马射线撞击地球,能量是大型强子对撞机的十倍

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6,500 光年外,蟹状星云充满活力的高能伽马射线甫穿越漫漫长路,正面击中了地球,天文学家计算出射线能量高达100 TeV,是至今伽马射线的最高纪录。

蟹状星云(Crab Nebula、NGC 1952)是一个超新星残骸(Supernova remnant,SNR)和脉冲风星云,直径达11 光年,距离地球6,500 光年,云的中心为一颗非常强大、快速旋转的脉冲星,直径约28~30 公里,它由7,500 年前一颗恒星经历超新星爆炸蜕变而成。

能量最强的蟹状星云伽马射线撞击地球,能量是大型强子对撞机的十倍插图

超新星刺眼的光线在几个星期后就逐渐消失,但潜伏于蟹状星云深处的脉冲星可以发射出低能量无线电波~高能量伽马射线(γ 射线)、X 射线范围的电磁波。而使用位于西藏的AS-gamma 实验设备,天文学家现在从中测得有史以来最高能量的伽马射线击中地球,能量高达100 TeV,相当于大型强子对撞机(LHC)所产生最大能量的10 倍。

蟹状星云整体X 射线和γ 射线辐射能量超过30 keV,最高可达450 TeV,而且非常稳定,因此天文学家将蟹状星云看成是宇宙中最稳定的高能​​辐射源之一,并将它做为测量宇宙其他辐射源能量的标准。

但听到伽马射线击中地球时不用担心(除非你人在外太空游荡),虽然这种高能光子穿透力极强,但它们无法一路闯过地球的金钟罩──大气层;相反地,伽玛射线撞击大气微粒后会散射成由其他亚原子粒子组成的“粒子雨”,等粒子雨降到地面时能量已经大减,天文学家便利用跨越数公里的望远镜阵列来搜索这些粒子。

AS-gamma 实验设备共有597 个探测器,分散在面积达65,700 平方公尺的土地上,阵列下方约2.4 公尺处还有64 个装满水的混凝土贮桶,作为追踪伽马射线特殊讯号的另一种探测器,为的是和高能宇宙射线做区别──毕竟宇宙射线在穿越大气层时也会化成粒子雨,只是伽马射线由光子构成,宇宙射线则是由电子和质子组成。

研究人员从2014 年2 月~2017 年5 月收集了来自两种探测器的数据,发现总共有24 个超过100 TeV 的事件源头能追溯到蟹状星云。

目前。科学家还不全然理解蟹状星云的何种机制能使伽马射线达到如此高的能量,一说认为是脉冲星旋转时,发出的强大恒星风会产生强大磁场,加速粒子并增加能量。

此外,也不清楚这些伽马射线是否已经达到最大能量,也许以后我们会发现拥有1,000 TeV能量的伽马射线也不一定。新论文发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)。

本文来自网络,不代表黑科技立场,转载请注明出处。

作者: thinkou

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