新華社北京7月9日電（記者董瑞豐）國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施——高海拔宇宙線觀測站日前精確測量了高能天文學(xué)“標(biāo)準(zhǔn)燭光”的亮度，覆蓋3.5個量級的能量范圍，為超高能伽馬光源測定了新標(biāo)準(zhǔn)。該研究由中國科學(xué)院高能物理研究所牽頭的國際合作組完成，結(jié)果于北京時間9日由國際知名學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》發(fā)表。
在高能天文學(xué)界，“標(biāo)準(zhǔn)燭光”通常特指距離地球約6500光年的蟹狀星云。蟹狀星云是非常明亮且穩(wěn)定的高能輻射源，并且是為數(shù)極少的在射電、紅外、光學(xué)、紫外、X射線和伽馬射線波段都有輻射的天體，因此在多個波段均被作為“標(biāo)準(zhǔn)燭光”，也就是測量其他天體輻射強(qiáng)度的標(biāo)尺。
公元1054年，我國宋朝的司天監(jiān)發(fā)現(xiàn)并記錄了一次超級明亮的超新星爆發(fā)，史稱“客星”。蟹狀星云即在這次爆發(fā)后誕生，這是天文學(xué)中第一個被認(rèn)證具有清晰歷史觀測記錄的超新星遺跡。
科研人員利用高海拔宇宙線觀測站，測量了蟹狀星云輻射的最高能量端能譜，覆蓋了從0.0005到1.1拍電子伏（1拍=1千萬億）的寬廣范圍，不但確認(rèn)了此范圍內(nèi)其他實驗幾十年的觀測結(jié)果，還首次實現(xiàn)了超高能區(qū)（0.3拍至1.1拍電子伏）的精確測量，為該能區(qū)“標(biāo)準(zhǔn)燭光”設(shè)定了亮度標(biāo)準(zhǔn)。
觀測站航拍（中科院高能物理研究所供圖）
此次研究還記錄到能量達(dá)1.1拍電子伏的伽馬光子，由此確定在大約僅為太陽系1/10大小的星云核心區(qū)內(nèi)，存在能量超強(qiáng)的電子加速器，加速能量達(dá)到目前最大的人工加速器產(chǎn)生的電子束能量2萬倍左右。這一發(fā)現(xiàn)，挑戰(zhàn)了高能天體物理學(xué)里電子加速的標(biāo)準(zhǔn)模型。
高海拔宇宙線觀測站位于四川省稻城縣海拔4410米的海子山，預(yù)期每年可以記錄到1個至2個來自蟹狀星云的拍電子伏光子。未來幾年，更多關(guān)于拍電子伏粒子加速的奧秘有望被揭開。
（源自新華網(wǎng)2021年7月9日版 原地址：http://m.xinhuanet.com/2021-07/09/c_1127638153.htm）
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