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西藏ASγ实验发现超高能宇宙线加速候选天体
案例名称
西藏ASγ实验发现超高能宇宙线加速候选天体
服务对象
中日天体物理学家
服务时间
2004年-2021年
服务背景
中日合作团队利用我国西藏羊八井ASγ实验阵列,在国际上首次发现距地球2600光年的超新星遗迹 SNR G106.3+2.7 发射出超过100TeV(100万亿电子伏特)的伽马射线。这些伽马射线可能是被SNR G106.3+2.7中的激波加速到PeV的宇宙射线(主要成份为质子)与附近的分子云碰撞产生的。SNR G106.3+2.7因此成为银河系中一个候选的“拍电子伏特宇宙线加速器”(“PeVatron”),为解开超高能宇宙射线的起源之谜打开了重要窗口。
服务成效
西藏中日合作ASγ实验位于海拔4300米的西藏羊八井,2014年,中日合作ASγ实验团队在原有的宇宙线表面阵列的地下增设了创新型的地下缪子水切伦科夫探测器(4500平方米),用于探测宇宙线质子与地球大气作用产生的缪子。综合利用表面和地下探测器阵列的数据,可以排除99.92%的宇宙线背景噪声,从而大大提高了探测伽马射线的灵敏度。此次,中日合作团队通过有效时间2年的观测,测量到了来自SNR G106.3+2.7方向的超过100TeV的超高能伽马射线,发现这些伽马射线的空间分布与附近分子云的分布接近,而与这个区域内存在的脉冲星及其风云关联较弱。对这些观测结果的一个合理解释是:质子在SNR G106.3+2.7附近被激波加速到PeV能区,然后与附近的分子云碰撞产生中性π介子,随后π介子衰变产生超高能伽马射线。这样,G106.3+2.7就成为银河系中一个“PeVatron”候选体,为解开超高能宇宙线起源的世纪之谜打开了一个宝贵的窗口。 该相关观测结果以 “Potential PeVatron supernova remnant G106.3+2.7 seen in the highest-energy gamma rays”为题,于北京时间3月2日零时在《自然 天文》(Nature Astronomy)正式发表。
联合单位
中国科学院高能物理研究所,日本东京大学
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服务内容
国家高能物理科学数据中心长期以来服务于西藏ASγ实验,并为实验产生的科学数据和科学研究提供服务。数据中心部署了整套的数据管理提供以及科学计算软件与数据处理系统,同时建立了高性能的计算平台。宇宙线观测数据在数据中心进行整理、数据变成用于科学研究的数据产品。数据中心还提供数据共享和访问控制及用户管理服务,确保中外科学家能够高效地利用数据及计算资源。