天文|地球周围的反物质来源于何?脉冲星将给我们答案( 二 )



天文|地球周围的反物质来源于何?脉冲星将给我们答案
就在2017年 , 高空水切伦科夫伽马射线天文台(HAWC)验证了那些地基观测设备曾经发现的东西:在Geminga周围 , 有一个体积虽小 , 强度很大的γ射线光晕 。 该天文台在光晕结构中检测到高达5 ~ 40 TeV (太电子福特)的能量 , 这能量是我们眼睛所能看到光的数万亿倍 。

天文|地球周围的反物质来源于何?脉冲星将给我们答案
最初 , 科学家认为这种高能光晕是加速的正负电子与星光碰撞所产生 。 这样的碰撞会使他们的能量激增并变得非常明亮 。 带电粒子将部分的能量传递给光子时 , 这个过程就叫作逆康普顿散射 。
因此 , 有一个团队用HAWC去观测Geminga和它的光晕并得出了一个结论:基于这个光晕的大小 , 这些正电子不太可能到达地球 , 所以“地球周围为什么有这么多正电子”这个问题一定还有别的答案 。
但研究地球附近正电子存在的科学家们还没有将脉冲星从他们的名单中删除 。作为一颗近在咫尺的明亮脉冲星 , Geminga对他们依然有十足的吸引力 。

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玛蒂亚迪毛罗(Mattia Di Mauro)领导了一支小队研究了费米大面积望远镜(LAT)十年间观测到的Geminga的数据 。 LAT观察到的光晕能量比HAWC观测的的低 。 迪毛罗以一作的身份发表了一篇文章来展示这一发现 。 这篇文章的标题为“用Fermi-LAT分析Geminga周围的γ射线和正电子通量的影响” , 它发表在物理评论(Physics Reviwe)上.
这篇文章的合著者之一是西尔维娅曼科尼(Silvia Manconi) , 德国亚琛工业大学的博士后研究员 。 在研究发布的新闻稿中 , 曼科尼坦言:“为了研究这个光晕 , 我们必须将所有其他的γ射线源去掉 , 包括宇宙射线与星际气体云碰撞产生的弥漫光 。我们用了10种不同的星际发射模型来研究数据” 。
当团队将所有其它空中的γ射线源去掉 , 整个数据展现出一个巨大的椭圆形结构 , 即Geminga周围的光晕 。 200亿电子福特左右的高能结构覆盖了20度的天空 , 而较低能量的结构甚至覆盖了更大的区域 。

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研究的合著者菲奥伦扎·多纳托(Fiorenza Donato)来自意大利国家核物理研究所和都灵大学 。 在新闻稿中 , 多纳托说:“低能量粒子在遇到星光之前会离开脉冲星更远 , 将部分能量传递给它 , 并将星光增强为伽马射线 。这就是为什么γ射线在较低能量下会覆盖更大的区域 , ”多纳托解释说 。 “此外 , Geminga的光晕被拉长了的部分原因是脉冲星在空间中运动 。 ”

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