科學家在Geminga脈衝星附近探測到超高能伽馬射線，揭示了宇宙射線的線索

國際研究人員最近宣布精確偵測到Geminga脈衝星周圍的超高能量伽瑪射線。這些觀測是在有史以來最高的能量範圍內進行的，達到可見光的約100兆倍。 Esta 基本發現有望顯著推進對神秘宇宙射線的起源和性質的理解。

研究的重點是位於 Gêmeos 星座中距離 Terra 約 800 光年的天體。 Geminga被公認為整個天空中第二亮的伽馬射線源，使其成為深入研究宇宙高能量現象的理想目標。

研究結果為極端宇宙環境中的粒子加速過程提供了新的視野。 Eles 為解開天文物理學的持久奧秘鋪平了道路，例如宇宙射線的成分以及它們如何獲得如此巨大的能量。

宇宙射線之謎及其來源

高能量粒子，即宇宙射線，不斷穿越太空。科學界認為，靠近Terra的源頭可分為兩大類：源自Via Láctea內部的源頭和來自更遙遠星系的源頭。然而，這些射線的真實性質和產生機制對研究人員來說仍然有許多秘密。

追蹤宇宙射線起源的主要困難在於它們與太空中存在的磁場的相互作用。由於它們是帶電粒子，因此它們的軌跡是彎曲的，這使得無法直接識別它們的起點。 Essa 偏轉使伽馬射線的研究成為一種替代且更有效的方法。

伽瑪射線作為宇宙的使者

伽馬射線在這一研究領域至關重要，因為與帶電粒子不同，伽馬射線沿直線傳播，不受磁場影響。 Quando 高能量電子在強磁場中快速運動，發出同步輻射。 Além 此外，高能電子與周圍光子的碰撞會導致“逆 Compton 散射”，這是光子獲得能量並轉化為高能量伽馬射線或 X 射線的現象。

因此，研究這些間接產生的伽瑪射線是一個重要的策略。 Eles 作為一種“指紋”，可以揭示有關宇宙射線起源、它們產生的環境以及最重要的是這些粒子如何加速到如此極端水平的重要資訊。

Tibet ASγ 實驗及其功能

為了進一步闡明宇宙射線和伽馬射線的真實性質，包括 Japão 和 China 在內的多個國家的研究人員聯手參與了名為 Experimento ASγ of Tibete 的國際計畫。 Este 大型科學企業使用獨特的觀測基礎設施，位於 Região Autônoma 至 Tibete、China 海拔 4,300 公尺的令人印象深刻的位置。

該觀測裝置具有捕捉「大氣雨」粒子的功能，而「大氣雨」是宇宙射線和高能量伽馬射線穿透地球大氣層時產生的大量二次粒子。透過分析這些流星雨的能量和方向，科學家可以推論出原始宇宙射線和伽瑪射線的特徵。該設施包括一個位於地下的 Cherenkov 水介子探測器，可提高測量的準確性和區分不同類型顆粒的能力。

Geminga: um alvo celeste com halo de raios gama

從2014年開始，研究小組在大約兩年的時間裡，將觀測重點放在了伽馬射線天體Geminga。 Situado 距離 Gêmeos 星座約 800 光年，Geminga 是一顆相對古老的脈衝星，估計已有 30 萬年的歷史。 Pulsar 是一顆快速旋轉的中子星，發射輻射束。

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在這顆脈衝星周圍，排出的等離子體（稱為脈衝星風）與超新星遺跡劇烈相互作用。 Essa 碰撞就像天然加速器一樣，將電子和正電子推向非常高的能量。 Essas結構被稱為“脈衝星風星雲”，在Geminga周圍，可以觀察到“伽馬射線暈”，這是一個發出強烈伽馬射線輻射的巨大環形區域。

記錄能量檢測及其影響

這一觀測階段在前所未有的能量範圍內準確地捕捉了 Geminga 的伽馬射線暈。數據證實存在超過 100 兆電子伏特（100 TeV，相當於 0.1 PeV）的伽馬射線，這是迄今為止對此類現象進行的最高測量值。

對觀測數據的深入分析揭示了一個關鍵細節：Geminga 暈中的伽馬射線強度在約 100 TeV 以上的能量區域急劇下降。 Este 的發現代表了第一個直接證據，顯示 Geminga 脈衝星風星雲中電子加速的臨界能量恰好在 100 TeV 左右。 Essa 資訊對於模擬這些宇宙來源中發生的物理過程至關重要。

天體粒子加速度的變化

將 Geminga 獲得的結果與其他著名天文來源進行比較可以提供有價值的見解。例如，Caranguejo 的 Nebulosa 是超新星遺跡，被廣泛認為是宇宙中最強大的粒子加速器之一。 Nela，先前的觀察已顯示存在千萬電子伏級（1000 TeV）的電子。

Geminga 和 Caranguejo 的 Nebulosa 之間的這些差異突顯，加速粒子的能力可能存在顯著差異。 Fatores 天體的年齡和周圍的物理環境如何發揮決定性作用。 Geminga中臨界加速能量的發現將對我們理解這些天體的演化以及脈衝星風星雲中的電子加速機制產生重大影響。

抑制擴散和正電子之謎

除了偵測超高能伽馬射線外，研究還可以測定 Geminga 附近的「擴散係數」。 Este 係數是宇宙射線粒子在給定區域內散射速度的指標。 Compreender 擴散強度對於理解宇宙射線在到達 Terra 之前如何被磁場湍流散射至關重要。

該研究檢查了能量範圍約為 16 至 250 TeV 的伽馬射線的暈散射。科學家發現，Geminga中的擴散係數僅為一般銀河空間中觀測到的係數的百分之一左右。 Este 數據顯示對顆粒擴散的強烈抑制。換句話說，Geminga中產生的宇宙射線電子表現出一種特殊的性質：它們不太可能逃逸到周圍的空間。

這些新發現的特徵可以提供重要的限制，並有助於解決一個長期存在的天文物理學之謎：正電子過剩。 Este現像是指觀察到宇宙射線含有比目前理論預測更多的高能量正電子。因此，Geminga 中電子的保留可能是解釋這些額外正電子起源的關鍵因素。