探索发现

蟹状星云极高能光子击中西藏羊八井

微信扫一扫,分享到朋友圈

蟹状星云极高能光子击中西藏羊八井
收藏 0 0
蟹状星云极高能光子击中西藏羊八井

注:本文是我根据MIT科技评论以及预印本服务器论文(参见1906.05521)编译的。

蟹状星云极高能光子击中西藏羊八井

西藏羊八井的 “中日广延大气簇射合作组”(Tibet Air Shower Gamma Collaboration)的科学家探测到有记录以来能量最高的光子,结果已发表在Physical Review Letters。该实验包含600个粒子探测器。实验组探测到了 24个能量超过百万亿电子伏特(TeV)光子,其中一个光子能量高达 450TeV!This single photon has about the same energy as a falling Ping-Pong ball!对的,跟落下来的乒乓球能量相当,“I am hit~”(这话来自Jerry Seinfeld里的Cramer)。【注:作为对比,欧洲核子中心的大型强子对撞机LHC的对撞能量~14TeV(质子质子),这是当今我们这个星球最强大的加速器了。跟宇宙中的“加速器”相比,真是小巫见大巫】。

主要结果:

蟹状星云极高能光子击中西藏羊八井

这是物理学家首次探测到能量超过100TeV的高能光子。这些光子源于蟹状星云。蟹状星云是公元1054年爆炸的一颗超新星留下的遗迹,位于银河系的英仙座臂,距离我们约 6500 光年。核心是一颗脉冲星。

蟹状星云极高能光子击中西藏羊八井

当时中国、印度、阿拉伯和日本天文学家都有相关记录。比如:李焘,《续资治通鉴长编》记载:

“己丑,客星出天关之东南可数寸。嘉祐元年三月乃没”。

《宋史·天文志-第九》:

“至和元年五月己丑,出天关东南可数寸,岁余稍没。”

《宋史·仁宗本纪》:

(嘉佑元年三月)辛未,司天监言:自至和元年五月,客星晨出东方,守天关,至是没。

《宋会要》:

嘉佑元年三月,司天监言:‘客星没,客去之兆也’。初,至和元年五月,晨出东方,守天关。昼如太白,芒角四出,色赤白,凡见二十三日。

日本《明月记》:

天喜二年四月中旬以后,丑时客星出觜参度,见东方,孛天关星,大如岁星。

(天体)物理学家为什么对这些高能光子感兴趣呢?首先是为什么能量如此之高的问题,其次是能量分布能告诉我们产生它们的星云内部的物理。

对这些高能光子的通常解释是由于逆康普顿散射(Inverse Compton Scattering)效应。它(部分)揭示了星云内部冲击波通过磁场的幅度(加速电子),以及产生这些冲击波的物理过程。

需要注意:不同的理论预言了光子通过这种方式获得能量的上限。但是实验结果并没有发现这一上限存在的迹象!MIT科技评论评述说(这段比较有趣,不予翻译):“It may be that photons with exaelectronvolts(10^{18} eV)are being produced in this way. In that case, a single photon would have the energy of an air rifle bullet. In 1991, physicists measured a cosmic ray with an energy of 300 EeV, the so-called Oh-My-God particle【注:史称“我的天呐粒子”,听上去比那个“上帝粒子”还牛掰,创纪录高的能量】。

参考文献:

https://arxiv.org/abs/1906.05521,“First Detection of Photons with Energy Beyond 100 TeV from an Astrophysical Source”

上一篇

科学家揭示蚊子如何选取“目标”

下一篇

地球所有DNA分子可装满十亿集装箱

你也可能喜欢

发表评论

您的电子邮件地址不会被公开。 必填项已用 * 标注

提示:点击验证后方可评论!

插入图片