우리은하에서 고에너지 양성자의 근원으로 초신성이 확인되었다

천문학자들은 우리 은하에서 고에너지 양성자의 기원을 이해하기 위해 오랫동안 노력해 왔습니다. 미국 매디슨에 있는 위스콘신 대학 아이스큐브 입자 천체 물리학 센터의 케 팡(Ke Fang)이 이끄는 연구에서 NASA의 페르미 감마선 우주 망원경(FGST)의 12년 데이터를 사용하여 G106.3이라는 초신성(별 폭발)의 잔해가 있음을 확인했습니다. + 2.7 십 년 된 우주의 신비를 푸는 곳입니다. 그 결과는 의 최근호에 발표되었다. 물리적 검토 메시지.

9년 전, 페르미 망원경은 폭발하는 별의 충격파가 입자를 빛의 속도와 유사한 속도로 밀어낸다는 것을 보여주었습니다. 이러한 우주선 입자는 대부분 양성자로 구성되지만 원자핵과 전자도 포함할 수 있습니다. 그것들은 모두 하전 입자이기 때문에 은하의 자기장을 통과할 때 경로가 흐려져 기원을 가립니다. 그러나 이 입자들이 초신성 잔해(SNR) 근처에서 성간 가스와 충돌할 때 가장 높은 에너지의 광파인 감마선에서 명백한 빛을냅니다.

“이론가들은 우리은하에서 가장 높은 에너지의 우주선 양성자가 최대 100만 전자볼트 또는 PeV 에너지(베타전자볼트의 경우)라고 믿고 있습니다.”라고 Fang은 말했습니다. “우리가 PeVatron이라고 부르는 소스의 정확한 특성을 결정하는 것은 어렵습니다.”

팀은 은하수 중심에 있는 베파트론을 포함하여 의심되는 몇 가지 Bephatrons를 식별했습니다. Fang에 따르면 SNR은 매우 높은 에너지 수준에 도달할 때까지 양성자와 같은 하전된 아원자 입자를 앞뒤로 바운스하는 데 얼마나 효과적인지, 확산 충격 가속이라고 하는 과정으로 인해 SNR이 우주선 소스로 후보 목록에서 상위를 차지합니다. 그러나 알려진 약 300개의 광 신호 중에서 충분히 높은 에너지를 가진 감마선을 방출하는 것은 소수에 불과합니다.

SNR G106.3 + 2.7은 감마선 천문학자들로부터 많은 관심을 받았습니다. 그것은 별자리 Cepheus에서 약 2,600광년 떨어진 곳에 위치한 혜성 모양의 구름입니다. 밝은 펄서는 SNR의 북쪽 끝을 덮고 있으며 천문학자들은 두 천체가 같은 폭발로 형성된 것으로 믿고 있습니다.

“…그냥 커플 [of] SNR은 1테라전자볼트(테라 또는 1조 전자볼트)보다 높은 것으로 관찰됩니다.”라고 Fang은 말합니다. “우리의 연구는 PeVatron으로 그들 중 하나에 대한 관측 증거를 제공합니다.” FGST의 주요 장비인 페르미 대형 망원경은 잔해의 확장된 꼬리 내에서 10억 eV 감마선(giga-eV 또는 GeV)을 감지했습니다. (비교를 위해 가시광선의 에너지는 약 2볼트에서 3볼트 사이입니다.)

“지금까지 G106.3 + 2.7은 독특하지만 최대 TeV 에너지까지 감마선을 방출하는 새로운 SNR 그룹의 가장 밝은 구성원으로 판명될 수 있습니다.”라고 Fang이 말했습니다. “그 중 더 많은 것은 페르미와 고에너지 감마선 관측소의 미래 관측에 의해 탐지될 수 있습니다.”