Nueva fuente de rayos gamma descubierta cerca de HESS J1843-033
Un estudio revela la fuente de rayos gamma TASG J1844-038 cerca de HESS J1843-033, arrojando luz sobre los rayos cósmicos.
― 6 minilectura
Tabla de contenidos
HESS J1843-033 es una fuente de Rayos Gamma de muy alta energía, y aún no se sabe qué la causa. Este estudio presenta nuevos hallazgos sobre la energía de los rayos gamma que vienen de esta área, usando datos recolectados de un detector especial en Tíbet. El equipo identificó una fuente de rayos gamma llamada TASG J1844-038, que está cerca de HESS J1843-033. Midieron el Espectro de Energía de los rayos gamma por primera vez más allá de un cierto nivel de energía, proporcionando nuevas perspectivas sobre esta fuente misteriosa.
Antecedentes sobre los Rayos Cósmicos
Los rayos cósmicos son partículas de alta energía que vienen del espacio exterior, y interactúan con la atmósfera terrestre para producir partículas secundarias, incluyendo rayos gamma. El espectro de energía de estos rayos cósmicos muestra una característica notable llamada "rodilla", que ocurre alrededor de un nivel de energía muy alto. Los científicos todavía están tratando de entender qué causa esta rodilla y de dónde provienen estas partículas de alta energía. Algunos investigadores buscan un tipo de fuente de rayos cósmicos llamada PeVatron, que podría acelerar partículas a energías en el rango de PeV. Estudios previos han sugerido que ciertos Restos de Supernova podrían ser candidatos para estos poderosos aceleradores.
La Fuente HESS J1843-033
HESS J1843-033 es una de las muchas fuentes de rayos gamma no identificadas descubiertas durante un sondeo del plano galáctico. Medidas anteriores sugirieron que esta fuente produce rayos gamma hasta un cierto nivel de energía, y hallazgos recientes de otros observatorios han proporcionado más datos. Sin embargo, no ha habido un estudio sistemático del espectro de rayos gamma a energías extremadamente altas, lo cual es necesario para revelar las características de la fuente.
El Estudio de Observación
La red de chubascos de aire en Tíbet ha estado en operación durante varios años, recolectando datos sobre rayos cósmicos y rayos gamma. La red consiste en detectores de superficie y un detector de muones subterráneo. Los detectores de superficie capturan las partículas iniciales de los chubascos de rayos cósmicos, mientras que los detectores de muones ayudan a identificar los rayos gamma filtrando la mayor parte del ruido de fondo causado por los rayos cósmicos hadrónicos. El análisis reciente cubrió un periodo desde febrero de 2014 hasta mayo de 2017, sumando 719 días de datos recolectados.
Los investigadores ajustaron sus criterios de selección para los rayos gamma entrantes para maximizar la eficiencia de detección. Buscaron eventos de rayos gamma por encima de un umbral de energía específico. Su análisis detectó exitosamente una fuente de rayos gamma cerca de HESS J1843-033 con una alta significancia estadística.
Resultados y Hallazgos
Se identificó una nueva fuente de rayos gamma, TASG J1844-038. Su posición se alinea estrechamente con fuentes previamente conocidas, lo que indica que podría estar relacionada con HESS J1843-033, eHWC J1842-035 y LHAASO J1843-0338. Los investigadores midieron el espectro de energía de TASG J1844-038 y encontraron que se conecta suavemente con el espectro de HESS J1843-033. También notaron evidencia de un corte en el espectro de energía, lo que sugiere que la energía de los rayos gamma tiene un límite.
Posibles Orígenes de TASG J1844-038
Se exploraron dos candidatos principales para el origen de TASG J1844-038: el remanente de supernova G28.6-0.1 y el pulsar PSR J1844-0346.
Remanente de Supernova G28.6-0.1
El SNR G28.6-0.1 está ubicado dentro del círculo de error de TASG J1844-038. Observaciones pasadas han detectado emisiones de radio no térmicas de este remanente, lo que podría sugerir la presencia de electrones de alta energía acelerados por la explosión. Esta fuente probablemente interactúa con nubes moleculares cercanas, produciendo rayos gamma a través de la descomposición de piones neutros generados por rayos cósmicos. La conexión entre TASG J1844-038 y SNR G28.6-0.1 implica que este remanente de supernova podría haber acelerado protones de rayos cósmicos a altas energías, contribuyendo a las emisiones observadas de rayos gamma.
Pulsar PSR J1844-0346
PSR J1844-0346, un pulsar cercano a TASG J1844-038, es otra fuente potencial. Este pulsar produce un viento de partículas de alta energía, que puede crear rayos gamma a través de interacciones con la radiación circundante. La emisión de rayos gamma de este pulsar podría estar conectada con la emisión cercana detectada en TASG J1844-038. Las características del pulsar, como su edad y luminosidad, ayudan a entender si podría influir en el flujo de rayos gamma en esta región.
Discusión de Resultados
La detección de TASG J1844-038 aporta a la comprensión de fuentes de rayos gamma en nuestra galaxia. El espectro de rayos gamma muestra una conexión suave con otras fuentes cercanas, lo que indica que podrían compartir un origen común. Los hallazgos implican que tanto el remanente de supernova como el pulsar podrían contribuir a la emisión de rayos gamma, y sugiere que múltiples mecanismos pueden estar en juego en esta región.
Conclusión
El estudio identificó exitosamente una nueva fuente de rayos gamma, TASG J1844-038, cerca de HESS J1843-033. El espectro de energía de los rayos gamma se midió más allá de límites previos, proporcionando datos importantes para entender las interacciones de los rayos cósmicos. La investigación sugiere posibles conexiones entre TASG J1844-038, el remanente de supernova G28.6-0.1 y el pulsar PSR J1844-0346, destacando la complejidad de fenómenos de alta energía en nuestra galaxia. Se necesita más investigación para continuar explorando estas asociaciones y clarificar aún más los orígenes de las fuentes de rayos gamma en el universo.
Título: Measurement of the Gamma-Ray Energy Spectrum beyond 100 TeV from the HESS J1843$-$033 Region
Resumen: HESS J1843$-$033 is a very-high-energy gamma-ray source whose origin remains unidentified. This work presents, for the first time, the energy spectrum of gamma rays beyond $100\, {\rm TeV}$ from the HESS J1843$-$033 region using the data recorded by the Tibet air shower array and its underground muon detector array. A gamma-ray source with an extension of $0.34^{\circ} \pm 0.12^{\circ}$ is successfully detected above $25\, {\rm TeV}$ at $(\alpha,\, \delta) = (281.09^{\circ}\pm 0.10^{\circ},\, -3.76^{\circ}\pm 0.09^{\circ})$ near HESS J1843$-$033 with a statistical significance of $6.2\, \sigma$, and the source is named TASG J1844$-$038. The position of TASG J1844$-$038 is consistent with those of HESS J1843$-$033, eHWC J1842$-$035, and LHAASO J1843$-$0338. The measured gamma-ray energy spectrum in $25\, {\rm TeV} < E < 130\, {\rm TeV}$ is described with ${\rm d}N/{\rm d}E = (9.70\pm 1.89)\times 10^{-16} (E/40\, {\rm TeV})^{-3.26\pm 0.30}\, {\rm TeV}^{-1} {\rm cm}^{-2} {\rm s}^{-1}$, and the spectral fit to the combined spectra of HESS J1843$-$033, LHAASO J1843$-$0338, and TASG J1844$-$038 implies the existence of a cutoff at $49.5\pm 9.0\, {\rm TeV}$. Associations of TASG J1844-038 with SNR G28.6$-$0.1 and PSR J1844-0346 are also discussed in detail for the first time.
Autores: M. Amenomori, S. Asano, Y. W. Bao, X. J. Bi, D. Chen, T. L. Chen, W. Y. Chen, Xu Chen, Y. Chen, Cirennima, S. W. Cui, Danzengluobu, L. K. Ding, J. H. Fang, K. Fang, C. F. Feng, Zhaoyang Feng, Z. Y. Feng, Qi Gao, A. Gomi, Q. B. Gou, Y. Q. Guo, Y. Y. Guo, H. H. He, Z. T. He, K. Hibino, N. Hotta, Haibing Hu, H. B. Hu, K. Y. Hu, J. Huang, H. Y. Jia, L. Jiang, P. Jiang, H. B. Jin, K. Kasahara, Y. Katayose, C. Kato, S. Kato, T. Kawashima, K. Kawata, M. Kozai, D. Kurashige, Labaciren, G. M. Le, A. F. Li, H. J. Li, W. J. Li, Y. Li, Y. H. Lin, B. Liu, C. Liu, J. S. Liu, L. Y. Liu, M. Y. Liu, W. Liu, X. L. Liu, Y. -Q. Lou, H. Lu, X. R. Meng, Y. Meng, K. Munakata, K. Nagaya, Y. Nakamura, Y. Nakazawa, H. Nanjo, C. C. Ning, M. Nishizawa, M. Ohnishi, S. Okukawa, S. Ozawa, L. Qian, X. Qian, X. L. Qian, X. B. Qu, T. Saito, Y. Sakakibara, M. Sakata, T. Sako, T. K. Sako, J. Shao, M. Shibata, A. Shiomi, H. Sugimoto, W. Takano, M. Takita, Y. H. Tan, N. Tateyama, S. Torii, H. Tsuchiya, S. Udo, H. Wang, Y. P. Wang, Wangdui, H. R. Wu, Q. Wu, J. L. Xu, L. Xue, Z. Yang, Y. Q. Yao, J. Yin, Y. Yokoe, N. P. Yu, A. F. Yuan, L. M. Zhai, C. P. Zhang, H. M. Zhang, J. L. Zhang, X. Zhang, X. Y. Zhang, Y. Zhang, Yi Zhang, Ying Zhang, S. P. Zhao, Zhaxisangzhu, X. X. Zhou
Última actualización: 2023-08-26 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2308.13780
Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2308.13780
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.
Gracias a arxiv por el uso de su interoperabilidad de acceso abierto.