(a) Гамма-излучение сверхвысоких энергий отчетливо наблюдается в комплексе W51, в котором находится остаток сверхновой W51C и область звездообразования W51B.
(b) «Изгиб» около десятков ТэВ указывает на предел ускорения космических лучей в комплексе W51 около 400 ТэВ.
Кредит: Science China Press

Результаты, озаглавленные «Доказательства ускорения частиц, приближающихся к энергиям ПэВ в комплексе W51», были недавно опубликованы в Интернете в Science Bulletin. Исследование было проведено Международным сотрудничеством LHAASO под руководством Института физики высоких энергий Китайской академии наук.

Комплекс W51 является одной из крупнейших и наиболее активных звездных фабрик в Млечном Пути и одним из немногих регионов, где подтверждено размещение ускорителей космических лучей с энергией ГэВ. Он играет решающую роль в разгадке вековой тайны происхождения космических лучей.

Исследователи использовали данные эксперимента LHAASO, чтобы впервые расширить измерения энергетического спектра гамма-лучей из этой области до диапазона сверхвысоких энергий. Они ясно наблюдали изгибающуюся структуру в спектре гамма-лучей при десятках ТэВ, что указывает на предел ускорения космических лучей в этой области.

Энергетический спектр, измеренный LHAASO, можно плавно связать с тем, что было измерено коллаборацией Fermi-LAT при более низких энергиях. Охватывая шесть порядков энергии гамма-излучения, спектр предоставляет важные доказательства того, что излучение возникает в результате столкновений космических лучей с молекулярными облаками. Он также указывает на то, что комплекс W51 имеет предел ускорения космических лучей около 400 ТэВ.

«Остаток сверхновой W51C, расположенный в комплексе W51, является наиболее вероятным ускорителем космических лучей, ответственным за широкополосное гамма-излучение», — сказал профессор Ли Чжэ, один из соавторов-корреспондентов.

LHAASO — это крупнейшая национальная научно-техническая инфраструктура, расположенная на горе Хайцзы на высоте 4410 метров в Даочэне, провинция Сычуань, Китай. Она состоит из массива из 5216 детекторов электромагнитных частиц и 1188 мюонных детекторов, распределенных на площади 1 км², массива черенковских детекторов воды, охватывающего 78 000 м², и массива из 18 черенковских телескопов с широким полем зрения.

LHAASO был завершен и начал высококачественную стабильную эксплуатацию в июле 2021 года. Это самое чувствительное устройство обнаружения гамма-излучения сверхвысокой энергетическости в мире, характеризующееся большим полем обзора и возможностью работы в любых погодных условиях.