Используя обсерваторию воздушных потоков Большой высоты (LHAASO), астрономы провели поиск новых источников гамма-излучения высокой энергии. В результате они идентифицировали новый источник гамма-излучения сверхвысокой энергии, который получил обозначение LHAASO J2108+5157. Об этом выводе сообщается в статье, опубликованной 18 июня в репозитории предварительной печати arXiv, сообщает phys.org.

Источники, излучающие гамма-излучение с энергиями фотонов от 100 ГэВ до 100 ТэВ, называются источниками гамма-излучения очень высокой энергии (VHE), в то время как источники с энергиями фотонов выше 0,1 ПэВ известны как источники гамма-излучения сверхвысокой энергии (UHE). Природа этих источников до сих пор до конца не изучена; поэтому астрономы постоянно ищут новые объекты такого типа, чтобы охарактеризовать их, что могло бы пролить больше света на их свойства в целом.

Группа астрономов во главе с Чжэнь Цао из Китайской академии наук (CAS) недавно провела такой поиск продолжительностью почти один год, используя данные LHAASO—нового комплексного массива EAS, предназначенного для исследований космических лучей и гамма-лучей, расположенного в китайской провинции Сычуань. Кампания по наблюдению дала многообещающие результаты.

«В этой статье мы сообщаем в разделе 2 об открытии нового источника гамма-излучения UHE LHAASO J2108+5157, основанного на наблюдении LHAASO-KM2A. Это первый источник, обнаруженный в полосе UHE без аналога VHE, о котором сообщают другие детекторы», — написали исследователи.

Согласно исследованию, LHAASO J2108+5157 является точечным источником с расширением менее 0,39 градуса. Однако астрономы отметили, что несколько расширенная морфология не может быть исключена из-за ограниченной статистики и неопределенности. Спектральный индекс мощности LHAASO J2108+5157 был найден равным -2,83.

Никаких рентгеновских аналогов не было найдено в пределах 0,26 градуса от центра LHAASO J2108+5157, и оказывается, что ближайшим источником рентгеновского излучения является затмевающий двоичный RX J2107.3+5202 с расстоянием около 0,3 градуса.

Наблюдения показали, что LHAASO J2108+5157 связан с молекулярным облаком, известным как [MML2017]4607. Облако расположено примерно в 10 700 световых годах от Земли, имеет средний угловой радиус примерно 0,236 градуса, а его масса оценивается в 8469 солнечных масс.

Пытаясь объяснить обнаруженное гамма-излучение UHE от LHAASO J2108+5157, авторы статьи предлагают несколько объяснений. Они отметили, что излучение UHE может быть вызвано протонами, ускоренными до ПэВ, сталкивающимися с окружающим плотным газом. Из-за совпадения между LHAASO J2108+5157 и молекулярным облаком [MML2017]4607, они предполагают, что адронное происхождение является наиболее вероятным сценарием.

«Наблюдаемые гамма-лучи объясняются распадом π0-мезонов, образующихся в неупругих столкновениях между ускоренными протонами и целевым газом в [MML2017]4607. Для распределения энергии родительских частиц мы принимаем экспоненциальную форму степенного закона отсечения», — объяснили астрономы.