科學家長期以來一直認為,太空中能量最高的伽馬射線是在非常活躍的超大質量的強烈熔爐中形成的。,很遠很遠。但一項新的研究已經將其中一些高能量光子追溯到離我們更近的物體。
V4641 弓箭手是距離地球約20,000光年的系統,位於人馬座方向。在那裡,有一個黑洞質量約為六個太陽的恆星正在從一顆質量約為三個太陽的巨星中吸取物質,並像宇宙粒子加速器一樣產生強烈的輻射。
天文學家現在已檢測到來自人馬座 V4641 的光子攜帶的能量高達驚人的 200 太電子伏特 (TeV)。作為參考,這是200百萬能量是可見光的幾倍,並且在你會在太空中找到答案。
眾所周知,圍繞這個能階的伽馬射線會在宇宙中快速移動,但科學家認為它們主要起源於– 明亮的星系核心,其中超大質量黑洞在混亂地吞噬墜落氣體時釋放出大量能量。
V4641 射手座就是所謂的,顧名思義,它的功能有點像普通類星體的迷你版。這越小,物質源越小,它們發出的輻射越小。或者至少,傳統思維是這麼告訴我們的。
“從微類星體檢測到的光子通常比類星體檢測到的光子能量低得多,”說波蘭科學院核子物理研究所 (IFJ PAN) 的 Sabrina Casanova。
「通常,我們談論的是數十吉電子伏的量級值。同時,我們在[探測器記錄的數據中觀察到了一些相當令人難以置信的東西」。高海拔水域切倫科夫]天文台:來自我們銀河系中的微類星體的光子,其攜帶的能量比典型的高出數萬倍。
HAWC 伽馬射線天文台位於墨西哥內格拉死火山的一側,旨在捕捉從太空流入的特別高能粒子。為此,它由 300 個裝滿純淨水的大型鋼罐組成。
這個想法是,當這些高能量粒子進入水箱時,它們會引發一系列其他粒子,這些粒子在水中的傳播速度比光還快。這會產生一道閃光,稱為切倫科夫輻射,這本質上是電磁版音爆。
儲槽內部排列的敏感探測器會捕捉到這些閃光,並讓科學家們能夠逆向分析出是什麼類型的帶電粒子引發了它,以及它來自哪個方向。
HAWC 可以看到15%任何給定時間的天空,每 24 小時掃描整個天空的三分之二,建立一種宇宙地圖。正是在其中一張地圖中,V4641 人馬座出現了一個意想不到的伽馬射線亮點。
“在審查天空圖以尋找我的下一個項目時,我注意到距我們銀河平面五度的區域有明亮的發射,這在以前的數據集中是不可見的,”說physicist Xiaojie Wang.
“該區域尚未發現或分析任何伽馬射線源,因此我抓住了機會並領導了分析。”
經過仔細觀察,發現人馬座 V4641 就是這些超高能量伽瑪射線的來源。其他微類星體,例如先前曾被發現發射能量超過 25 TeV 的光子,但 V4641 人馬座更上一層樓:它產生的輻射與普通類星體相當,這是以前認為不可能的壯舉。
這項新發現不僅使天文學家更了解宇宙輻射,也使類星體本身有了更好的了解。這些巨大天體周圍的物理現像在數百萬年的時間裡以慢動作進行,但微類星體在數天的時間尺度上也會發生類似的過程。它們就像自然模擬器。
該研究發表在期刊上自然。