這位藝術家的作品展示了另一個名為 Geminga 的脈沖星周圍的脈沖星風星云。脈沖星風星云可能是粒子加速器的宇宙場所。
從你的口袋里拿出一枚硬幣并翻轉它。那個硬幣翻轉攜帶著 peta 電子伏特 (PeV) 的能量。現在想象一個比你的硬幣小一百萬倍的粒子，甚至遠遠超出最強大的顯微鏡的范圍——它正以同樣的能量掠過。一個粒子的能量超過了人類最先進的粒子加速器所能產生的能量的一千倍。
然而，宇宙中不乏如此高能粒子。它們無時無刻不在撞擊地球大氣層。但是，雖然天文學家早就知道這些強效粒子的存在，但他們一直在努力理解它們是如何形成的。直到最近，數據才開始揭示這一現象。
問題是，無論是質子還是電子，PeV 粒子通常都帶電。因此，它們很容易受到磁場的影響，它們的路徑在穿過銀河系時會這樣彎曲和那樣彎曲。將單個粒子追溯到其源頭幾乎是不可能的。
但是制造高能粒子的過程也會制造伽馬射線。伽馬射線是無電荷的光子，不會那么容易被銀河系的旋轉磁場引入歧途。因此，這些光子是可以告訴天文學家粒子在哪里加速以及如何加速的信使。
近年來，有兩個設施上線，讓天文學家能夠接觸到最高能量的伽馬射線：西藏的大型高海拔空氣淋浴天文臺 (LHAASO) 和墨西哥的高海拔水切倫科夫天文臺 (HAWC)。他們的數據使天文學家能夠識別大約十幾種可能的宇宙粒子加速器，稱為Pevatrons。
LHAASO，位于中國西南部西藏自治區羊八井的宇宙線天文臺。中國科學院高能物理研究所
這些 Pevatron 候選者之一是鰻魚星云，它位于盾牌座 11,400 光年外。在這個星云中，一團帶電粒子云圍繞著一顆脈沖星，因為它在太空中加速，導致其獨特的蛇形。
Daniel Burgess(哥倫比亞天體物理實驗室)和團隊不僅使用對伽馬射線的觀測，還使用 ??X 射線和無線電波來描述粒子云，并建立了一個計算機模型，該模型描述了脈沖星的當前狀態、它周圍的等離子體，以及它們隨著時間的推移而演變。在一項發表在《天體物理學雜志》(預印本)上的研究中，他們表明這種特殊的 Pevatron 正在將電子加速到 PeV 能量。
該動畫首先展示了從鰻魚星云中檢測到的 X 射線光子，然后是伽馬射線發射。伽馬射線比 X 射線具有更高的能量和更低的分辨率，因此圖像在伽馬射線下顯得更加模糊。
丹尼爾伯吉斯等人。
“這是第一個明確確定的 [電子加速] PeVatron 候選者之一，”Henrike Fleischhack(美國天主教大學)說。“這里介紹的后續觀察和詳細建模。. . 可以作為研究和識別其他 PeVatron 候選人的藍圖。”
事實上，團隊成員 Kaya Mori(也在哥倫比亞天體物理實驗室)證實，該團隊正在努力將相同的技術應用于多個其他脈沖星云，包括兩個令人回味的名為蜻蜓和回旋鏢的星云。其他團隊正在研究替代 Pevatron，例如超新星爆炸產生的沖擊等離子體氣泡。
雖然鰻魚星云顯然是 PeV 電子的候選來源，但 Fleischhack 指出，在地球上觀察到的高能粒子不僅包括電子，還包括質子。到目前為止，大多數其他候選 Pevatron 都被發現只能加速電子。
“問題仍然存在，”Fleischhack 說：“我們知道肯定存在的 [質子加速] PeVatrons 在哪里?”
