中科院高能物理研究所研究員曹臻: |
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探索天外飛來的超高能光子 |
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問:“高海拔宇宙線觀測站(LHAASO)”觀測到迄今最高能量光子,這種超高能光子是從哪里來的?
曹臻:我們發(fā)表在《自然》雜志上的文章實際上報道了我們看到的12個方向上的源,我們判斷它基本上均勻地分布在銀河系范圍之內(nèi),也就是說在銀河系里幾乎每個地方都可能同等概率地出現(xiàn)一些超高能的光子源,所以我們認為,超高能光子在銀河系中到處都有。但這些光子中,能量最高的那個光子來自于天鵝座這個方向。
問:這項成果對于宇宙線天文學(xué)研究來說有什么樣的意義?
曹臻:這是一個開創(chuàng)性的結(jié)果,使得我們第一次把超高能宇宙線的源定位到0.3度的空間范圍之內(nèi)。但是對于天文學(xué)來說,0.3度仍然是非常大的區(qū)域,所以未來我們還需要通過多波段的分析和研究,進一步聚焦點源,真正找到宇宙線起源的位置。
這次的成果主要是在銀河系內(nèi)發(fā)現(xiàn)12個超高能宇宙線加速器,下一步工作就是要更加深入地把宇宙線起源的原因研究清楚,這就需要LHAASO保持非常穩(wěn)定、長期的運行,現(xiàn)在探測器已經(jīng)全部建好且運行得非常穩(wěn)定。
問:LHAASO現(xiàn)在已經(jīng)建成運行了,它的運行狀態(tài)如何?后續(xù)有沒有可能發(fā)布一些新的成果?
曹臻:首先,LHAASO的設(shè)計是非常靈敏的,其靈敏度達到0.01個標(biāo)準(zhǔn)燭光光度強度的源都可以被發(fā)現(xiàn)。現(xiàn)在我們僅僅是看到12個非常明亮的超高能宇宙線加速器,未來幾年,我們要把數(shù)據(jù)積累起來,將那些非常弱的源也找出來,這是一個非常巨大的發(fā)現(xiàn)空間。
在新發(fā)現(xiàn)的這些源當(dāng)中,我們會找到更多宇宙線的源的候選體,這就意味著要對這些候選體做非常深入的物理研究——此時不僅要研究LHAASO的數(shù)據(jù),還要開展所謂多波段研究,甚至是多信使研究。
多波段研究是指我們要將其他電磁波觀測的不同頻段,比如X光、可見光或者500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)提供的微波觀測數(shù)據(jù)匯總在一起,這樣就可以進行非常深入的研究,把它的原理搞清楚。在多信使研究方面,我們現(xiàn)在已經(jīng)與國際上所有的中微子探測器簽署了合作研究協(xié)議,因此將來不但要用光子的信號,還要用中微子的信號,再加上我們自己對帶電粒子宇宙線的測量,把所有信息加在一起,真正逼近宇宙線起源問題!
《科學(xué)新聞》 (科學(xué)新聞2022年2月刊 封面)