Китайская обсерватория LHAASO подтвердила, что регион интенсивного звездообразования во Млечном Пути W51 является ускорителем космических лучей, разгоняющим частицы до сверхвысоких энергий.
Обсерватория LHAASO официально опубликовала точные измерения высокоэнергетического гамма-излучения от комплекса W51, подтвердив, что он является ускорителем космических лучей, разгоняющим частицы до так называемых сверхвысоких энергий (свыше 10 14 электронвольт). Результаты также предоставляют ключевые доказательства предела ускорения космических лучей в этом комплексе.
Исследователи использовали данные эксперимента LHAASO, чтобы расширить измерения энергетического спектра гамма-лучей из этой области до диапазона сверхвысоких энергий. Они ясно наблюдали изгибающуюся структуру в спектре гамма-лучей при десятках ТэВ, что указывает на предел ускорения космических лучей в этой области.
Энергетический спектр, измеренный LHAASO, можно плавно связать с тем, что было измерено коллаборацией Fermi-LAT при более низких энергиях. Охватывая шесть порядков энергии гамма-излучения, спектр предоставляет важные доказательства того, что излучение возникает в результате столкновений космических лучей с молекулярными облаками. Он также указывает на то, что комплекс W51 имеет предел ускорения космических лучей около 400 ТэВ.
«Остаток сверхновой W51C, расположенный в комплексе W51, является наиболее вероятным ускорителем космических лучей, ответственным за широкополосное гамма-излучение», — сказал профессор Ли Чжэ, один из соавторов-корреспондентов.
Исследование комплекса W51 имеет важное значение для понимания происхождения космических лучей и роли «ускорителей» в их образовании. Подтверждение теоретических предположений о том, что ускорители космических лучей могут быть связаны с областями интенсивного звездообразования, стало значительным результатом. Установление предела ускорения космических лучей в комплексе W51 около 400 ТэВ также является важным результатом для понимания механизмов ускорения частиц в этих областях.
LHAASO состоит из массива из 5216 детекторов электромагнитных частиц и 1188 мюонных детекторов, распределённых на площади в 1 квадратный километр, массива черенковских детекторов воды, охватывающего 78 000 квадратных метров, и массива из 18 черенковских телескопов с широким полем зрения.
LHAASO был завершен и начал высококачественную стабильную эксплуатацию в июле 2021 года. Это самое чувствительное устройство обнаружения гамма-излучения сверхвысокой энергии в мире, характеризующееся большим полем обзора и возможностью работы в любых погодных условиях.