明亮：这张风车星系的可见光图像由亚利桑那州的弗雷德·劳伦斯·惠普尔天文台于 2023 年 6 月拍摄。 SN 2023ixf 在黄色圆圈内。 （由 Hiramatsu 等人提供。2023/Sebastian Gomez (STScI)）
由于缺乏观测到来自最近超新星的伽马射线，人们对爆炸恒星币是Cosmos射线主要来源这一普遍接受的观点产生了怀疑。 该观测是使用美国宇航局的费米伽马射线太空望远镜进行的。
Cosmos射线是从太阳系以外到达地球的高能带电粒子（主要是质子）。 它们的确切起源长期以来一直是个谜，因为它们的轨迹会因沿途遇到的磁场而发生偏转。
该粒子的高能量表明它们诞生于超新星（恒星币爆炸）等剧烈的天体物理事件中——这一理论于 90 年前首次提出。
“这个想法在解释银河系内的Cosmos射线方面非常成功，”领导这项研究的意大利的里雅斯特大学的吉列姆·马蒂-德维萨解释道。 “然而，在过去的二十年里，它受到了观测数据的严重挑战。”
伽马射线线索
来自超新星的高能质子预计会产生伽马射线，伽马射线确实沿直线传播，因此提供了确定Cosmos射线起源的方法。 2013年，费米望远镜观测到了附近一万多年前爆炸的两颗超新星遗迹。
这些物体具有爆炸波和不断扩大的碎片云，预计会产生Cosmos射线。 事实上，观测到的物体的伽马射线光谱与高能质子与碎片碰撞产生π介子的预期相符，介子随后衰变产生独特的伽马射线。
虽然这提供了Cosmos射线是由超新星产生的证据，但伽马射线观测表明，其产生速率远低于解释撞击地球的Cosmos射线通量所需的速率。 特别是，2013 年的研究无法解释观察到的拍电子伏能量粒子的丰度，这些能量接近Cosmos射线能谱的中部。
对这一缺点的一种解释是，在最初的超新星爆炸后的几天或几周内会产生更多的Cosmos射线。 然而，要证实这一点，需要附近的一颗恒星币爆炸。
“不幸的是，超新星事件非常罕见，而其他星系中的光学望远镜可以轻松探测到的超新星事件对于我们最灵敏的伽马射线探测器来说太远了，”马蒂-德维萨解释道。
偶然爆炸
但天文学家很幸运，2023 年 5 月 18 日，一颗恒星币在附近的风车星系中爆炸，距离我们约 2100 万光年。 这次爆炸被称为 SN 2023ixf，是包括费米在内的最新一代伽马射线太空望远镜观测到的最亮的超新星。
这是寻找爆炸后立即产生的Cosmos射线证据的理想机会。 然而，Martí-Devesa 和同事观察到的情况并不是他们所期望的。 他们没有看到相关的伽马射线。
“当我们尝试对潜在的Cosmos射线群进行建模时，我们发现超新星能量中用于加速Cosmos射线的能量不超过 1%，”Martí-Devesa 回忆道。 “这是一个惊喜，因为我们预计该比例会接近 10%。”
结果表明，与几十年来的预测相反，早期超新星可能不是Cosmos射线的主要来源——在Cosmos射线光谱中留下了明显的差距。 对于 Martí-Devesa 和同事来说，造成这一负面结果的可能原因有多种，都需要进一步调查。
“也许我们的建模方法太不切实际了？ 这颗超新星有什么特殊之处吗？ 还是我们找错了来源？” 马蒂-德维萨推测道。 “我们需要进一步探索超新星冲击的物理学，看看超新星是否发挥了我们认为的Cosmos射线起源的核心作用。”
这些观测结果在《天文学与天体物理学》中进行了描述。
资讯来源：由a0资讯编译自THECOINREPUBLIC。版权归作者A0资讯所有，未经许可，不得转载
