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物理学院与LHAASO合作组在Science上发表重大科学成果:首次精确测定宇宙“标准烛光”超高能段伽马能谱

时间:2021-08-01  来源:物理学院   作者: 

近日,由我校物理学院参与建设的国家重大科技基础设施项目大型高海拔宇宙线观测站(LHAASO)宣布在世界上首次精确测定了来自蟹状星云的0.3TeV~1.1PeV超高能段的伽马能谱。

蟹状星云位于金牛座,由一颗超新星于公元1054年(北宋至合元年)爆发形成。该爆发当时由我国北宋时期天文学家首先观测并记录于《宋会要》、《宋史·天文志》等史籍,是人类历史上首次观测并有文字记载的超新星爆发事件。

近代以来,蟹状星云由于其亮度成为几乎所有天文观测实验的观测对象,观测波段覆盖从射电到300TeV以下的全部电磁波段,因此蟹状星云也被天文学家称为宇宙里的“标准烛光”,但300TeV以上波段此前尚未被观测到。                          

一个来自蟹状星云的0.88PeV的γ光子同时被LHAASO三种探测器观测到的示意图


LHAASO及其它实验观测到的蟹状星云伽马能谱

此次LHAASO观测了蟹状星云从0.0005~1.1TeV能段的伽马能谱,其中300TeV以下能段能谱数据和此前其它观测完全吻合,这表明LHAASO观测实验的正确性;同时,LHAASO首次给出的300TeV至1.1PeV能谱的伽马能谱,将成为目前该能段“标准烛光”的唯一标准。

以上科学成果已于近日以LHAASO合作组为作者,《PeV gamma-ray emission from the Crab Nebula》为题发表于著名学术期刊《Science》,我校物理学院杨朝文教授、白立新副教授、周荣副教授、王忠海副教授及研究生胡森、陈建、李尧、刘彰兴、张进文为论文共同作者。

LHAASO是国家重大科技基础设施建设项目,位于四川省稻城县海拔4410米的海子山顶,占地1.3平方公里,共有KM2A,WCDA,WFCTA三类探测器阵列,不同类探测器之间具有交叉检验能力,是目前世界上规模最大,灵敏度最高的宇宙线观测站。我校物理学院相关课题组承担了WCDA、WFCTA两种探测器信号读出电子学的设计、研制、生产、标定和调试运行及数据处理任务,是LHAASO项目的重要建设单位和LHAASO合作组重要成员单位。                    

论文原文链接:https://science.sciencemag.org/content/early/2021/07/07/science.abg5137/tab-pdf


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