科学家在银河系中心探测到的最强伽马射线

尽管我们银河系的超大质量黑洞相对平静，但它所在的银河系中心并不是一个平静的地方。它的极端位置充斥着最贴切的史诗般规模的恶作剧。

现在，它可以在其 japes 列表中添加一个名为 PeVatron 的强大宇宙加速器。墨西哥高山上的一个天文台记录了从靠近银河系中心的单个点重复发射的一些有史以来最高能量的伽马射线。

这个名为 HAWC J1746-2856 的源头的性质尚不清楚——但在七年的时间里，高海拔水切伦科夫 （HAWC） 天文台记录了 98 次能级超过 100 太电子伏特的伽马射线事件。

“这些结果是银河系中心的一瞥，其能量比以往任何时候都高出一个数量级，”物理学家帕特·哈丁 （Pat Harding） 说洛斯阿拉莫斯国家实验室。

“这项研究首次证实了在银河系中被称为银河中心脊的位置存在超高能伽马射线的 PeVatron 源，这意味着银河系中心是宇宙中一些最极端物理过程的所在地。”

PeVatron 是宇宙射线（主要是带电质子和几乎以光速在太空中流动的原子核）和巨大的天然粒子加速器混合时得到的。超新星残骸、恒星诞生以及超大质量黑洞周围的强大磁场等环境可能是 PeVatrons。

如果粒子加速器足够强大，它可以将宇宙射线加速到极高的能量，达到太电子伏特范围 – 即一万亿电子伏特。

尽管它们的力量很大，但这种高能加速器并不容易找到。

“很多这样的过程是如此罕见，你不会期望它们发生在我们的星系中，或者它们发生在与我们星系的大小无关的尺度上。”哈丁解释说.“例如，一个黑洞吃掉另一个黑洞，这将是一个只有在我们银河系之外才会发生的事件。”

当加速的宇宙射线由于与太空中的其他物体（如磁场或尘埃云）相互作用而突然减速时，它携带的能量以伽马辐射的形式释放。

伽马辐射在地球大气层中传播不远，这意味着我们无法直接从地面探测到它们。

然而，当它们进入我们的大气层时，它们与其他分子的相互作用会分散其强大的能量，将它们分解成一阵无害、低能量的粒子雨。这些可以使用 HAWC 等地下 Cherenkov 探测器进行检测。然后，物理学家可以重建 gamm产生流星雨的光线，甚至能弄清楚它来自天空中的哪个位置。

HAWC 对太电子伏特能量特别敏感，它已经取得了几项突破性检测，包括首次检测到来自太阳的 TeV 伽马射线.

由马里兰大学物理学家 Sohyoun Yu Cárcaron 领导的一个团队在 2,546 天收集的大量 HAWC 数据中发现了 PeVatron 的迹象。而且，有趣的是，其中 98 个信号似乎来自银河系中心的同一个点源。

该加速器被命名为 HAWC J1746-2856，它喷出了从银河系中心观察到的最强大的发射。

该团队尚未缩小 HAWC J1746-2856 的身份范围，没有已知的超新星残骸与源的位置相吻合。附近有两样东西可能是造成发射的原因——星系围绕其旋转的超大质量黑洞，人马座 A*;以及一个名为 HESS J1746-285 的已知但身份不明的伽马射线发射器，靠近一个被称为无线电弧.

尽管研究人员无法辨别来源的性质，但他们的发现证实了银河系中心存在 PeVatron。

结果还告诉我们一些其他事情。例如，他们揭示了星系中心的宇宙射线密度高于银河系的平均密度，这表明该区域有新鲜加速的质子来源。

但我们可能不得不等待下一代切伦科夫探测器的观测结果，以帮助解开 HAWC J1746-2856 的奇怪之谜。

该研究已发表在天体物理学杂志快讯.

宝宝起名