在天鹅座茧中发现了一个巨大的强大粒子加速器

天鹅座茧区域具有高达100 TeV的光子源，与年轻的天鹅座OB2大质量恒星簇相吻合。

天鹅座的中心是夏日天空中最美丽的星座之一，它击败了高能宇宙射线粒子的来源：天鹅座茧。HAWC天文台的一个国际科学家小组已经收集到证据，表明迄今为止，这种巨大的天文结构是我们星系中天然粒子加速器中最强大的。

这一惊人发现是国际高海拔切伦科夫（HAWC）伽玛射线天文台科学家的工作成果。天文台位于墨西哥内格拉内格拉火山的斜坡上，记录了从深渊流出的高能粒子和光子。在北半球的天空中，它们最明亮的来源是被称为天鹅座茧的区域。在HAWC上，已经确定能量的光子是从茧中到达的，其能量甚至比费米-拉特和ARGO探测器先前记录的能量大几十倍。这一事实表明，天鹅座茧是迄今为止银河系中最强大的粒子加速器。这项研究的结果发表在享有盛名的《自然天文学》上，该研究的结果来自克拉科夫的波兰科学院核物理研究所（IFJ PAN）发挥了重要作用。

天鹅座X是银河系中最亮，最接近的恒星形成区域之一（标记为红色），位于天鹅座茧的中心，天鹅座茧是一个巨大的天文结构，覆盖了地球天空的四个角月球盘。

“借助HAWC天文台所做的发现是进行了一百多年的科学难题的重要组成部分，其目的是破译宇宙射线的性质，尤其是当谈到具有最高能量的粒子时Cybrus Cocoon地区最新数据分析的发起人和重要合著者Sabrina Casanova博士（IFJ PAN）说。

天鹅座茧是一个巨大的天文结构，约180光年，距太阳4.6万光年。在我们的天空中，我们几乎可以在天鹅座星座的中心找到它，它占据的角宽与月球的四个圆盘相似。这是一个由大量恒星（因此是短命的）恒星密集形成的区域，有两个年轻的恒星团天鹅座OB2和NGC 6910。

“ HAWC检测器比以前的此类设备具有更高的灵敏度和角分辨率。利用它，在1,343天的观察过程中，我们记录了来自天鹅座OB2簇的伽玛射线光子，能量高达100兆电子伏特。这种高能辐射的来源可能是什么？”卡萨诺瓦博士感到奇怪。

高海拔切伦科夫水（HAWC）伽玛射线天文台，位于墨西哥内格拉内格拉火山的山坡上。

对从天鹅座茧到达地球的伽玛射线的最新分析得出的结果是有趣的，复杂的多阶段自然现象的照片。通常预期高能宇宙射线来自超新星残余物，包括脉冲星。但是，在超新星残余中，质子或电子没有足够的时间加速到达到几百太兆电子伏特的动能。但是随后，在一颗年轻的大质量恒星团内部，强大的恒星风的湍流相互影响，帮助将粒子限制了数百万年。这些粒子中的一些有机会获得达到皮电子伏特的能量。

卡萨诺瓦博士指出：“情况非常复杂。”“由于长期的封闭时间，相当于这些恒星本身的百万年寿命，有望在这些大质量恒星的恒星内部获得一些真正巨大的能量。但是，粒子的能量越高，限制时间越短。我们期望最高能级的粒子在发射出我们可以观察到的伽马光子之前先逃离簇。问题是：最大加速能量在哪里？”

关键问题是负责HAWC天文台记录的高能光子发射的粒子的性质。如果光子的源是电子，那么它们的能量将必须比光子的能量大几倍。但是，如果源是质子，则它们的能量将必须高达PB电子伏特。该值比LHC加速器内部质子碰撞的能量大一百倍。

“我们的分析并未提供有关能量达到100 TeV的光子起源的明确结论。然而，它的确指向了一个明显的偏爱：具有极高能量的质子，在恒星风的碰撞中加速，然后在与星际物质碰撞时发射出伽马光子。”卡萨诺瓦博士说。

如果将来的观察结果证实目前的解释，那么天鹅座茧内部的天鹅座OB2星团将是迄今为止我们发现的所有星系加速器中最强大的。

阅读有关在星团中检测到的最高能量宇宙射线的更多信息，以了解这项研究。

参考：AU Abeysekara，A。Albert，R。Alfaro，C。Alvarez，JR Angeles Camacho，JCArteaga-Velázquez，KP Arunbabu，D。Avila撰写的“ HAWC观测了天鹅座茧中超高能宇宙射线的加速” Rojas，HA Ayala Solares，V.Baghmanyan，E.Belmont-Moreno，SY BenZvi，R.Blandford，C.Brisbois，KS Caballero-Mora，T.Capistrán，A.Carramiñana，S.Casanova，U.Cotti，S。 CoutiñodeLeón，E.De la Fuente，R.Diaz Hernandez，BL Dingus，MA DuVernois，M.Durocher，JCDíaz-Vélez，RW Ellsworth，K.Engel，C.Espinoza，KL Fan，K.Fang，H。 Fleischhack，N.Fraija，A.Galván-Gámez，D.Garcia，JAGarcía-González，F.Garfias，G.Giacinti，MMGonzález，JA Goodman，JP Harding，S.Hernandez，J.Hinton，B.Hona， D. Huang，F.Hueyotl-Zahuantitla，P.Hüntemeyer，A.Iriarte，A.Jardin-Blicq，V.Joshi，D.Kieda，A.Lara，WH Lee，H.LeónVargas，JT Linnemann，AL Longinotti，路易斯·拉亚（G. Luis-Raya），伦迪（J.Lundeen），马龙（K.Malone），马丁内斯（O.Martinez），马丁内斯·卡斯特兰（I.Martinez-Castellan） os，J。Martínez-Castro，JA Matthews，P。Miranda-Romagnoli，JA Morales-Soto，E.Moreno，M。Mostafá，A.Nayerhoda，L.Nellen，M.Newbold，MU Nisa，R.Noriega-Papaqui ，L。Olivera-Nieto，N。Omodei，A。Peisker，Y。PérezAraujo，例如EGPérez-Pérez，Z。Ren，CD Rho，D。Rosa-González，E。Ruiz-Velasco，H。Salazar，F。 Salesa Greus，A.Sandoval，M.Schneider，H.Schoorlemmer，F.Serna，AJ Smith，RW Springer，P.Surajbali，K.Tollefson，I。托雷斯，R.Torres-Escobedo，F.Ureña-Mena，T Weisgarber，F.Werner，E.Wilox，A.Zepeda，H.Zhou，C.DeLeón和JDÁlvarez，2021年3月11日，自然天文学.DOI：
10.1038 / s41550-021-01318-y