Совместный китайско-японский эксперимент Tibet ASgamma помог обнаружить самые высокоэнергетические гамма-лучи, когда-либо наблюдаемые со стороны астрофизического источника – в этом случае со стороны Крабовидной туманности. Эксперимент обнаружил гамма-лучи с энергией от 100 до 450 тераэлектронвольт (ТэВ, 10^12 эВ). Ранее самое высокоэнергетическое излучение, наблюдаемое учеными при помощи телескопа HEGRA Cherenkov telescope, имело энергию 75 ТэВ.

Исследователи считают, что самые высокоэнергетические из этих гамма-лучей, которые наблюдались при помощи эксперимента Tibet ASgamma experiment, были сформированы в результате взаимодействия между высокоэнергетическими электронами и реликтовым излучением, остаточным свечением Вселенной после Большого взрыва.

Крабовидная туманность представляет собой знаменитые гигантские остатки сверхновой, расположенные в направлении созвездия Тельца. Они впервые наблюдались как очень яркая вспышка сверхновой в 1054 г. В наше время Крабовидная туманность наблюдалась в различных диапазонах электромагнитных волн, включая радио-, оптический, рентгеновский и гамма-диапазоны.

Эксперимент Tibet ASgamma функционирует, начиная с 1990 г., на территории Тибета, Китай, на высоте 4300 метров над уровнем моря. Эта китайско-японская коллаборация в 2014 г. была оснащена новыми водными детекторами мюонов Черенкова, которые были установлены под действующими детекторами космических лучей. Эти подземные детекторы мюонов подавляют 99,92 процента фонового шума, создаваемого космическими лучами. В результате стало возможным обнаружить 24 гамма-источника-кандидата с энергией свыше 100 ТэВ, лежащих в направлении Крабовидной туманности, с низким уровнем шума. Наиболее высокая энергия источника была зафиксирована на уровне 450 ТэВ.

Согласно авторам, механизм возникновения этого наиболее высокоэнергетического излучения следующий: в туманности электроны ускоряются до энергий порядка петаэлектронвольт (10^15 эВ), а затем взаимодействуют с фотонами реликтового излучения, разгоняя их до энергий, достигающих 450 ТэВ.

Материалы представлены Китайской академией наук.