【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近期，中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)聯(lián)合云南大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)在對(duì)超新星遺跡的研究上獲得重要進(jìn)展，研究成果揭示了超新星遺跡RCW 103在伽馬射線(xiàn)能段上的觀測(cè)特征，不僅更新了2014年的觀測(cè)結(jié)果，還揭示了該超新星遺跡伽馬射線(xiàn)輻射特性的新發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)與強(qiáng)子起源的預(yù)期相符合，這對(duì)于理解超新星遺跡的粒子加速和輻射機(jī)制具有重要的意義。這項(xiàng)成果以“Revisiting γ-Ray Emission of the Supernova Remnant RCW 103”為題發(fā)表在天文國(guó)際期刊《天體物理學(xué)雜志》上。
 

　　當(dāng)大質(zhì)量恒星步入生命的尾聲，其核心燃料耗盡，無(wú)法再支撐起龐大的外層結(jié)構(gòu)，恒星會(huì)塌縮并爆發(fā)成超新星，這一過(guò)程中，恒星會(huì)瞬間向星際空間釋放出大量的能量與物質(zhì)，這些物質(zhì)向外擴(kuò)張，與周?chē)男请H介質(zhì)發(fā)生碰撞，進(jìn)而形成超新星遺跡。自2008年以來(lái)，得益于費(fèi)米伽馬射線(xiàn)空間望遠(yuǎn)鏡(Fermi)的觀測(cè)能力，越來(lái)越多的超新星遺跡在GeV能段被探測(cè)到，為我們提供了研究粒子如何在超新星爆炸產(chǎn)生的激波中被加速的重要線(xiàn)索。關(guān)于超新星遺跡的伽馬射線(xiàn)輻射機(jī)制，目前主要有兩種模型：強(qiáng)子模型和輕子模型。強(qiáng)子模型認(rèn)為宇宙線(xiàn)粒子在激波中被加速后，通過(guò)質(zhì)子質(zhì)子碰撞等強(qiáng)子過(guò)程發(fā)射伽馬射線(xiàn)。輕子模型則側(cè)重于電子在激波過(guò)程中的加速和輻射過(guò)程，電子在加速后，可以通過(guò)同步輻射和逆康普頓散射等輕子過(guò)程發(fā)射伽馬射線(xiàn)。要準(zhǔn)確甄別超新星遺跡的伽馬射線(xiàn)輻射機(jī)制，仍然是一個(gè)亟待解決的核心問(wèn)題，關(guān)聯(lián)到宇宙線(xiàn)粒子在星際空間中的產(chǎn)生和加速機(jī)制，對(duì)研究河內(nèi)宇宙線(xiàn)粒子的起源和演化規(guī)律有重要的意義。
 

　　研究團(tuán)隊(duì)利用最新的Fermi伽馬射線(xiàn)源目錄，對(duì)RCW 103長(zhǎng)達(dá)15年以上的伽馬射線(xiàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了全面而細(xì)致的分析。研究結(jié)果顯示RCW 103的伽馬射線(xiàn)輻射呈現(xiàn)為清晰的點(diǎn)源，而非2014年報(bào)告的擴(kuò)展源。其次，該點(diǎn)源輻射的誤差圓區(qū)域精確的與RCW 103南部邊緣相吻合，這里恰好是該超新星遺跡最為耀眼的區(qū)域(見(jiàn)圖示)，多能段觀測(cè)結(jié)果也表明該遺跡與南部邊緣鄰近的分子云之間存在著相互作用跡象，它們?cè)谂c周?chē)请H介質(zhì)相互作用的過(guò)程中產(chǎn)生了伽馬射線(xiàn)輻射。這一位置上的高度一致性強(qiáng)烈暗示了伽馬射線(xiàn)輻射的強(qiáng)子起源，這一發(fā)現(xiàn)為理解超新星遺跡中高能粒子的加速與輻射機(jī)制提供了重要線(xiàn)索。‍
 

　　左圖為>5 GeV能段伽馬射線(xiàn)輻射的TS圖(TS大致相當(dāng)于顯著性的平方)，藍(lán)色小圓圈為RCW 103在射電能段的擴(kuò)展度(同右圖藍(lán)色圓圈)，藍(lán)色十字為RCW 103在射電能段的最亮點(diǎn)(同右圖藍(lán)色十字)，其它十字及圓圈標(biāo)注了周?chē)靺^(qū)中的其它伽馬射線(xiàn)點(diǎn)源和擴(kuò)展源，它們的輻射已經(jīng)從圖中被減掉；右圖為射電天圖，白色實(shí)線(xiàn)及虛線(xiàn)圓圈為伽馬射線(xiàn)點(diǎn)源的1σ及2σ誤差圓，誤差圓的中心為最佳定位位置