脉冲星发出的最高能量光来自距离地球最近的脉冲星之一
这种光的能量比欧洲核子研究中心大型强子对撞机中碰撞的粒子的能量还要大。
科学家们观测到来自附近脉冲星的一些高能光,这是此类恒星有史以来发出的最高光,接近从宇宙源看。每个光子的能量为 20 TeV,大约是飞行蚊子动能的 20 倍 - 而且这来自单个光子,即单个光粒子。
这种超高能光的更奇特之处在于,它与其他伽马射线发射是分开的,这表明高能光子不是由产生先前探测到的伽马射线的机制引起的。。
“我们发现来自船帆座脉冲星的伽马射线光子能量达到 20 TeV,”这项研究的通讯作者、法国国家科学研究中心的 Arache Djannati-Ataï 博士告诉 IFLScience。“第二个凸起的光谱与卫星观测到的较低能量发射不同。这些最高能量的伽马射线,我们只能从地面捕捉到,因为它们非常罕见,需要非常大的天文台。”
光子被观察到赫斯(高能立体系统),但不是直接的。这些光子的能量如此之高,以至于当它们撞击大气层时会产生粒子流。通过跟踪它们,系统可以计算出光子的原始能量以及它的来源?在这种情况下,它来自距离地球约 960 光年的脉冲星。
脉冲星是一种特殊类型的中子星。当一颗质量巨大但质量不太大的恒星变成超新星时,其核心会坍缩成中子星。这些天体可以拥有令人难以置信的磁场,旋转速度非常快,并从磁极发出辐射。
脉冲星周围的伽马射线是由加速粒子(通常是电子)产生的。加速越快,能量越高。粒子加速最终产生伽马射线有两种情况:一种是通过没有其他粒子的电场(因此不会发生碰撞),另一种是相反极性的磁场线被迫结合在一起。
这两种情况都可以加速粒子,然后这些粒子会产生伽马射线。但能量不如本研究中看到的那么高,研究人员认为,正在发生的是略有不同的现象:一种称为逆康普顿散射的现象。
无论电子是被电场还是磁场加速,它们中的一些都会撞击恒星在红外和可见光范围内发射的一些光子。它们的能量比移动速度非常快的电子低得多。在粒子台球游戏中,在碰撞过程中,光子从电子中窃取能量,并将其转化为非常高的能量源。
Djannati-Ataï 博士告诉 IFLScience:“电子基本上将所有能量都给了光子。这正是我们想象的,因为你需要具有足够能量的粒子与光子进行碰撞,从而将它们提升到 TeV 范围。”
研究小组还指出,尽管伽马射线的能量不同,但它们的相位是一致的,到达的时间也相同。这表明,尽管它们不同,但产生它们的过程是相互关联的。
有关这项工作的研究论文发表在期刊上自然天文学。