费米空间望远镜更加锐利的高能视线

[ 录入者:Melipal | 时间:2016-01-28 16:57:19 | 作者:Melipal 译 | 来源:NASA | 浏览:2010次 ]

原文标题:NASA's Fermi Space Telescope Sharpens its High-energy Vision

作者:Francis Reddy   原文来自:NASA   Posted: 2016. 1. 8

编译:Melipal   审校:Linq (编译版权所有,文章有删节,未经许可请勿转载。)

对NASA费米伽玛射线空间望远镜观测结果处理方法的重大改进产生了扩展的更高质量数据集,让天文学家可以对极高能段的天空进行迄今最为详尽的普查。新的天空图揭示出了数以百计的高能源,其中包括12个可以在高于可见光万亿倍的能段发出辐射的伽玛源。这项普查还发现了48个新源,在其他波段还没有探测到它们的对应体。

上图是使用NASA的费米伽玛射线空间望远镜的6年观测绘制而成的,它第一次展示了整个天空在500亿电子伏特(50 GeV)到2万亿电子伏特(2 TeV)能段中的模样。作为比较,可见光光子的能量介于2到3电子伏特之间。全天充斥着弥漫的辉光,在图像中央沿银河系中心平面的方向上最为明亮。著名的费米泡最初在2010年探测到。图中它是银心南北两侧的红色扩展带,在这样的能段上更为显著。离散的伽玛源包括河内的脉冲星风云以及超新星遗迹,还有特大质量黑洞驱动的遥远星系——耀变体。图中的标注标明了能量最高的辐射源,它们都位于银河系之内,发出的伽玛光子能量超过了1 TeV。无标注大图请点击(图片提供:NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration)

来自北卡罗莱纳州克莱姆森(Clemson)大学的费米小组成员马可·阿耶洛(Marco Ajello)说:“让这一进展变成可能的是对费米大面积望远镜(LAT)全部观测进行的完整重新分析,我们称其为Pass 8。最终的在效果上就是全面的仪器升级,而我们甚至不需要离开地面。”

科学家仔细地重新考察了费米2008年发射以来LAT探测到的每个伽玛光子和粒子,改进了他们对探测器对历次事件响应以及测量期间背景环境的认知。这使得费米小组发现了先前遗漏掉的很多伽玛光子,同时还改进了LAT确定入射伽玛光子的能力。这些改进有效地让LAT的视线更为锐利,同时还让它的实用观测能段显著加宽。

费米的科学家在解释他们兴奋于Pass 8的原因。Pass 8是对费米大面积望远镜采集的全部数据的完整重新分析。这项分析改进了回溯入射高明光子的过程,从而增进了LAT的灵敏度,加宽了它的能段,并有效地锐化了它的视野。点击下载NASA科学可视化工作室提供的高清视频(图片提供:NASA's Goddard Space Flight Center)

阿耶洛与同事利用80个月中61000个Pass 8流程的伽玛光子,构筑了一张全天图,涵盖从500亿电子伏特(50 GeV)到2万亿电子伏特(2 TeV)的能段。作为比较,可见光的能量大约是2到3个电子伏特。

来自马德里康普顿斯(Complutense)大学的合作者阿尔伯托·多明戈兹(Alberto Domínguez)说:“在我们编目的360个源中,大约75%是耀变体,它们是遥远的星系,有着特大质量黑洞喷出的喷流。能量最高的辐射源全部位于银河系之内,它们主要是超新星爆发留下的遗迹以及脉冲星风云,也就是高速自转的中子星将粒子加速到接近光速的场所。”其中的一个著名的例子是蟹状星云,它占据费米最高能辐射源表的榜首,在1 TeV以上的能段产生着稳定的伽玛射线能流。

天文学家认为,这些极高能伽玛射线是低能光子与加速粒子碰撞的产物。这样的过程导致粒子损失很少的能量,光子却获得很大的能量,变为伽玛光子。

现在,费米的数据第一次扩展到了先前只能使用地面探测器观测的能段。由于地面望远镜的视场要比每3小时扫描全天一次的LAT小得多,它们只探测到了表中的大约四分之一的天体。这项研究为地面设施提供了超过280个的新源,供后续观测之用。

正与格林贝尔特(Greenbelt)NASA戈达德太空飞行中心的费米小组合作的马里兰大学研究生杰米·科恩(Jamie Cohen)解释说:“辐射源表令人激动的一面是,我们发现了许多新的伽玛源,它们可以在较大的天区中发出伽玛射线辐射。更多伽玛源的发现让我们可以探索它们的结果,而且还能更好地了解最终可以发出伽玛辐射的亚原子粒子的加速机制。”新的辐射源表辨认出了25个这样的延展天体,其中包括3个新的脉冲星风云以及2个新的超新星遗迹。

阿耶洛在7日于佛罗里达州基西米市(Kissimmee)召开的美国天文学会(AAS)第227次会议上展示了这些发现。一篇描述辐射源表的论文已经被《天体物理学报增刊》接收。

NASA的费米伽玛射线空间望远镜是天体物理学与粒子物理学的联合项目,是与美国能源部合作开发的,来自法国、德国、意大利、日本、瑞典以及美国的学术机构和合作伙伴对此作出了重要贡献。

更多关于NASA费米望远镜的信息请访问:http://www.nasa.gov/fermi

(全文完)

Tags:费米 高能

责任编辑:Melipal

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