伽馬射線是類似于光的電磁輻射形式，但能量更高。它們通常是由劇烈的宇宙事件造成的，例如超新星爆炸或以令人難以置信的速度發(fā)生的粒子相互作用。他們的研究對(duì)于理解宇宙中發(fā)生的過程極其重要。
研究人員最近觀測(cè)到了近百條能量超過 100 太電子伏的伽馬射線，這是一項(xiàng)重大成就。他們?cè)谝粋€(gè)被稱為銀河中心脊的區(qū)域確定了這些伽馬射線的起源，那里是極端事件發(fā)生的地方。銀河系中心周圍的區(qū)域充滿了熾熱、稠密的氣體，這通常使得直接觀測(cè)變得極其困難。這就是為什么檢測(cè)伽馬輻射如此重要：它為我們提供了有關(guān)在這種惡劣環(huán)境中發(fā)生的過程的線索。
研究人員表示，這些結(jié)果證實(shí)了一種名為 PeVatron 的能源的存在，它能夠?qū)⒘Ｗ蛹铀俚角八从械哪芗?jí)。這種現(xiàn)象仍然知之甚少，但似乎與超大質(zhì)量黑洞附近發(fā)生的劇烈宇宙事件有關(guān)。此類事件包括黑洞合并或超新星導(dǎo)致的恒星死亡。
為了實(shí)現(xiàn)這一突破，研究人員使用了位于墨西哥內(nèi)格拉火山海拔4000米的HAWC(高海拔水切倫科夫)天文臺(tái)。高海拔減少了來自地球大氣層的干擾，從而減弱了伽馬信號(hào)。
HAWC 天文臺(tái)由 300 個(gè)裝滿水的掩體組成。每個(gè)箱子都配備了稱為光電倍增管的光敏探測(cè)器。當(dāng)伽馬射線(一種非常高能的粒子)進(jìn)入地球大氣層時(shí)，它們與空氣粒子相互作用，產(chǎn)生一連串的次級(jí)粒子。這個(gè)過程被稱為瓦維洛夫-切倫科夫效應(yīng)。
當(dāng)來自該流的帶電粒子以比光還快的速度穿過水時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生一種稱為切倫科夫輻射的現(xiàn)象，呈現(xiàn)出藍(lán)色的光芒。這種輻射是研究人員檢測(cè)和分析伽馬射線產(chǎn)生的粒子的寶貴示蹤劑。通過測(cè)量每個(gè)箱中發(fā)出的藍(lán)光的數(shù)量和時(shí)間分布，科學(xué)家可以確定有關(guān)這些射線的重要信息，例如它們的能量和起源方向。
研究人員現(xiàn)在計(jì)劃通過新設(shè)施擴(kuò)大他們的發(fā)現(xiàn)，例如目前在智利建設(shè)的南方廣域伽馬射線天文臺(tái)。這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)步將使他們能夠更準(zhǔn)確地觀察銀河系中心，并更多地了解圍繞它的奧秘。
