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超新星遗迹W51C中TeV伽玛辐射起源新解

时间:2018-10-10 11:23 来源:未知 作者:admin

国家天文台研究员田文武与合作者Leahy教授使用美国甚大射电望远镜阵巡天的 数据,将他们改进的 中性氢吸收谱测距方法应用于有罕见甚高能伽玛辐射的 复合体W51,研究了W51中各组成天体之间的 几何关系 ,发现以前广为认可的 高速中性氢(HI)云与超新星 遗迹(SNR)W51C成协的 关系 并不存在,这直接动摇了W51中甚高能伽玛辐射起源于超新星 遗迹与临近分子云相互作用的 流行观点。该研究结果发表在国际著名期刊《天体物理快报》(The Astrophysical Journal Letters,http://iopscience.iop.org/2041-8205/769/1/L17/)上。

超新星 遗迹作为银河系 中神秘宇宙线最可能的 起源地一直备受关注。奥地利物理学家赫斯早在1912年就发现了宇宙线并因此获得1936年诺贝尔物理学奖,但宇宙线的 起源之谜百年来一直困扰科学界。科学家们逐渐认识到揭开这个谜不只需要粒子物理学家的 努力,更需要天文学家的 帮忙。近年来伽玛天文学突飞猛进,超新星 遗迹激波可以加速带电粒子到相对论速度并因此产生甚高能伽玛辐射已经成为共识,但目前还不能确定被加速带电粒子是宇宙线的 主要成分强子还是次要成分轻子。一个很流行的 理论认为由超新星 遗迹激波与临近分子云相互作用而产生的 伽玛辐射应是强子起源的 。故而研究与分子云可能成协的 超新星 遗迹就成为焦点。W51正是这样的 一个系 统。前面很多研究都建议这是一个典型的 超新星 遗迹-分子云成协系 统。 最新的 W51中甚高能伽玛辐射的 发现也就当然被解释为超新星 遗迹与临近的 分子云相互作用的 结果。

田文武和Leahy的 研究确定出W51复合体中各组成成分即W51C,电离氢区(HII)G49.2-0.35 和G49.1-0.38分别位于不同的 距离,视向上与W51C和G49.1-0.38重叠的 高速中性氢更远,他们很可能物理上无关。他们同时推断产生于高密分子气体中的 1720MHz OH脉泽可能与恒星 形成区(HII)有关而不是与W51C有关。这些结果表明W51的 伽玛辐射并不起源于SNR与分子云相互作用的 过程。这是继第谷1572 (Tian Leahy 2011, ApJL)之后,他们近期在研究河内宇宙线起源于超新星 遗迹问题上又一出乎意料的 有趣工作。

这项研究工作得到国家自然科学面上基金,国家科技部973基金和新视野基金的 支持。

左图:W51复合体的 1420 MHz连续谱图像。W51 A, B 和 C分别由绿色的 三个椭圆标出。图上的 4个红圈是提取吸收谱的 区域。右图:超新星 遗迹W51C,HII区G49.1-0.38和G49.2-0.35的 位置关系 。高速中性氢云可能的 位置范围由黑色箭头表示。

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