HESS J1843-033の近くで新しいガンマ線源が発見されたよ。
研究によると、HESS J1843-033の近くにあるガンマ線源TASG J1844-038が宇宙線についての新たな手がかりを提供しているらしい。
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HESS J1843-033は非常に高エネルギーのガンマ線の源で、その原因はまだわかってないんだ。この研究では、チベットで特別な検出器を使って集めたデータを使って、このエリアからのガンマ線のエネルギーに関する新しい発見を発表してる。チームは、HESS J1843-033の近くにあるガンマ線源TASG J1844-038を特定したんだ。彼らは、特定のエネルギーレベルを超えたガンマ線のエネルギースペクトルを初めて測定して、这个神秘的源に新しい洞察を提供したよ。
宇宙線の背景
宇宙線は外宇宙から来る高エネルギーの粒子で、地球の大気と相互作用してガンマ線などの二次粒子を生成する。これらの宇宙線のエネルギースペクトルには「膝」と呼ばれる顕著な特徴があって、これは非常に高いエネルギーレベルのあたりで起こるんだ。科学者たちはまだ、この膝の原因や高エネルギー粒子がどこから来ているのかを理解しようとしてる。一部の研究者は、PeVatronと呼ばれる宇宙線源を探してて、それは粒子をペヴ範囲のエネルギーまで加速できるんだって。以前の研究では、特定の超新星残骸がこれらの強力な加速器の候補かもしれないって提案されてる。
HESS J1843-033の源
HESS J1843-033は銀河面の調査中に発見された多くの未確認ガンマ線源の一つなんだ。以前の測定では、この源が特定のエネルギーレベルまでガンマ線を生成していることが示唆されていて、最近の他の観測所からの発見がさらにデータを提供してる。しかし、非常に高エネルギーのガンマ線スペクトルの系統的な研究はまだ行われてなくて、これは源の特性を明らかにするために必要なんだ。
観測研究
チベットの空気シャワーアレイは数年間稼働していて、宇宙線やガンマ線のデータを集めてる。アレイは地上の検出器と地下のミューオン検出器から構成されてる。地上の検出器は宇宙線シャワーからの初期粒子をキャッチし、ミューオン検出器はハドロニック宇宙線によって引き起こされる背景ノイズの大部分をフィルタリングしてガンマ線を特定するのを助ける。最近の分析は2014年2月から2017年5月までの期間をカバーしていて、合計719日分のデータを収集してる。
研究者たちは、入ってくるガンマ線の選択基準を調整して検出効率を最大化した。彼らは特定のエネルギー閾値を超えるガンマ線イベントを探した。その分析で、HESS J1843-033の近くに高い統計的有意性を持つガンマ線源を成功裏に検出したよ。
結果と発見
新しいガンマ線源TASG J1844-038が特定された。その位置は既知のソースと密接に一致していて、HESS J1843-033、eHWC J1842-035、LHAASO J1843-0338と関連している可能性がある。研究者たちはTASG J1844-038のエネルギースペクトルを測定し、それがHESS J1843-033のスペクトルに滑らかに接続していることを発見した。また、エネルギースペクトルにカットオフの証拠も見つけて、ガンマ線のエネルギーに限界があることを示唆している。
TASG J1844-038の可能な起源
TASG J1844-038の起源として二つの主要な候補が探求された：超新星残骸G28.6-0.1とパルサーPSR J1844-0346。
超新星残骸G28.6-0.1
SNR G28.6-0.1はTASG J1844-038の誤差円内に位置している。過去の観測では、この残骸からの非熱的なラジオ放射が検出されていて、爆発によって加速された高エネルギーの電子が存在することを示唆しているかもしれない。この源は近くの分子雲と相互作用して、宇宙線によって生成された中性パイオンの崩壊を通じてガンマ線を生成してる。TASG J1844-038とSNR G28.6-0.1との関連は、この超新星残骸が宇宙線プロトンを高エネルギーまで加速し、観測されたガンマ線放出に寄与している可能性があることを示している。
パルサーPSR J1844-0346
PSR J1844-0346はTASG J1844-038の近くにあるパルサーで、別の潜在的な源なんだ。このパルサーは高エネルギー粒子の風を生成していて、周囲の放射との相互作用でガンマ線を作り出すことができる。このパルサーからのガンマ線放出は、TASG J1844-038で検出された近くの放出と関連しているかもしれない。パルサーの特性、例えば年齢や明るさは、この地域でのガンマ線フラックスに影響を与えるかどうかを理解するのに役立つ。
結果の議論
TASG J1844-038の検出は、私たちの銀河のガンマ線源に対する理解を深めることに貢献してる。ガンマ線スペクトルは他の近くの源と滑らかに接続されていて、共通の起源を持つ可能性があることを示している。この発見は、超新星残骸とパルサーの両方がガンマ線放出に寄与しているかもしれないことを示唆していて、この地域で複数のメカニズムが働いている可能性があることを示してる。
結論
この研究では、HESS J1843-033の近くに新しいガンマ線源TASG J1844-038が特定された。ガンマ線のエネルギースペクトルは以前の限界を超えて測定され、宇宙線相互作用に関する重要なデータを提供してる。この調査は、TASG J1844-038、超新星残骸G28.6-0.1、パルサーPSR J1844-0346の間の可能な関連を示唆していて、私たちの銀河における高エネルギー現象の複雑さを強調してる。今後の研究がこれらの関連性を探求し、宇宙内のガンマ線源の起源をさらに明らかにする必要があるね。
タイトル: Measurement of the Gamma-Ray Energy Spectrum beyond 100 TeV from the HESS J1843$-$033 Region
概要: HESS J1843$-$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.
著者: 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
最終更新: 2023-08-26 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://arxiv.org/abs/2308.13780
ソースPDF: https://arxiv.org/pdf/2308.13780
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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