
一个国际合作研究小组月初发布消息,他们在宇宙中发现了一个高能伽玛射线脉冲源。这个脉冲源发出的射线能量高达100GeV(1011eV),比以前发现的其它周期性信号要活跃10万倍。(论文将发表在Astronomy & Astrophysics杂志上)
这次发现的伽玛射线脉冲产生在一个叫作LS 5039的双星系统,之前它本来就是个知名的X射线源。位于盾牌星座的LS 5039双星系统由一个巨大的质量是太阳二十倍的“蓝”星和一个致密的可能是黑洞或是中子星的小型未知星体构成。这两个星体互锁于一个高度偏心轨道。(如图)
LS 5039发出的伽玛射线脉冲是周期性的,每3.9天重复一次,刚好与致密星体的轨道周期一致。当致密星体处于蓝星和地球之间时,伽玛射线脉冲信号最强,当致密星体隐藏于蓝星之后时伽玛射线被蓝星发出的光吸收,此时脉冲信号最弱。
这个发现所用到的设备是设于纳米比亚的HESS高能立体成像阵列望远镜。研究者用HESS捕捉这个双星系统伽玛射线脉冲在大气层中引起的一种叫做切仑科夫辐射的蓝色闪光。闪光被四个望远镜抓到后,建立起一个在电磁波谱中伽玛射线区域的天体图像。
在地球上,能量高于100GeV的伽玛射线非常少见,只能产生于有限的几个大型高能粒子加速器,比如说费米实验室的Tevatron.地外的一些发射源有超新星、类星体和脉冲星,但是发射源在地球大气的反应事件频繁度大约是每平米每月1次。LS 5039与上述相比就要活跃得多。研究者认为LS 5039的伽玛射线产生于蓝星的恒星风(高速等离子体)和致密星体的强烈相互作用。当恒星风吹到致密星体附近时,其中一些带电粒子很可被加速到TeV,然后发生了一些我们不知道的过程发出了高能伽玛射线。研究者希望通过研究致密星体在轨道不同位置时对应的伽玛射线的平均能量变化来研究这个过程。
目前这个研究团队试图突破蓝星吸收伽玛射线的“光子雾”,如果成功就可以“直接看到正在工作的宇宙粒子加速器”法国格勒诺尔布天体物理实验室的科学家如是说。