Китайская обсерватория LHAASO подтвердила, что регион активного звездообразования в галактике Млечный Путь под обозначением W51 является источником ускорения космических лучей, которые достигают сверхвысоких энергий.
Обсерватория LHAASO официально представила точные измерения высокоэнергетического гамма-излучения из комплекса W51, подтверждая его роль как ускорителя космических лучей, разгоняющего частицы до так называемых ультравысоких энергий (свыше 1014 электронвольт). Эти результаты также предоставляют важные доказательства максимальных уровней ускорения космических лучей в этом комплексе.
Исследователи использовали данные эксперимента LHAASO для расширения измерений энергетического спектра гамма-излучения из этой области до диапазона ультравысоких энергий. Они отчетливо зафиксировали структурные изгибы в спектре гамма-излучения на уровне десятков ТэВ, указывающие на предел ускорения космических лучей в данном регионе.
Энергетический спектр, измеренный LHAASO, можно плавно связать с данными, полученными коллаборацией Fermi-LAT при более низких энергиях. Спектр, охватывающий шесть порядков энергии гамма-излучения, предоставляет критически важные доказательства того, что такое излучение возникает в результате столкновений космических лучей с молекулярными облаками. Кроме того, данные свидетельствуют о том, что комплекс W51 обладает пределом ускорения космических лучей около 400 ТэВ.
«Остаток сверхновой W51C, находящийся внутри комплекса W51, является наиболее вероятным источником космических лучей, ответственных за широкополосное гамма-излучение», — отметил профессор Ли Чжэ, один из соавторов исследования.
Изучение комплекса W51 имеет ключевое значение для понимания происхождения космических лучей и роли, которую «ускорители» играют в их формировании. Подтверждение теорий о том, что космические лучи могут ускоряться в областях активного звездообразования, является важным достижением. Установление предела ускорения космических лучей в комплексе W51 на уровне около 400 ТэВ также вносит значительный вклад в понимание механизмов ускорения частиц в таких регионах.
LHAASO представляет собой набор из 5216 детекторов электромагнитных частиц и 1188 мюонных детекторов, размещённых на площади 1 квадратный километр, массив черенковских детекторов воды, покрывающий 78 000 квадратных метров, а также массив из 18 черенковских телескопов с широким полем зрения.
LHAASO завершила свою постройку и приступила к высококачественной стабильной эксплуатации в июле 2021 года. В настоящее время это самое чувствительное в мире устройство для регистрации гамма-лучей ультравысокой энергии, отличающееся широким обзором и способностью работать в любых погодных условиях.
Источник: iXBT
