甚高能γ射线天文观测的利器--成像大气切伦科夫望远镜

地基甚高能(very high energy, VHE)γ射线天文观测成果的取得,很大程度上与成像大气切伦科夫望远镜技术发展密不可分。大气切伦科夫技术概念于20世纪50年代提出,20世纪80年代末和20世纪90年代初取得重要突破,21世纪初逐步发展成熟。立体成像大气切伦科夫望远镜阵列以其良好的角度分辨率、能量分辨能力和优异的γ/p鉴别能力成为地基VHEγ射线天文观测关键探测技术,在现有和计划中的γ射线地基探测中被广泛使用。对成像大气切伦科夫技术发展历史和现状作了概述,包括地基VHEγ射线探测现状、大气切伦科夫望远镜探测原理、技术演进、目前典型的成像大气切伦科夫望远镜阵列、未来发展等内容。

甚高能γ射线的地面观测设备和分析方法

甚高能γ射线(E≥100 GeV)是全波段天文学的重要组成部分,是研究宇宙射线高能粒子的重要窗口。由于甚高能γ射线光子本身携带着重要的物理信息,对它进行研究将极大地拓展人们对宇宙演化、宇宙高能粒子、高能粒子源、高能粒子产生机制、产生环境和发射区几何形状、高能粒子之间以及高能粒子与星际介质间相互作用的认识。随着大有效面积、宽视场、较低能量阈值、较高角分辨率切仑柯夫望远镜的问世,甚高能γ射线天文学的研究取得了极大的成功,目前发现的甚高能γ射线源已经超过90个,证认了一些甚高能γ射线源的类型,包括活动星系核(AGNs)、Wolf-Rayet星、巨型分子云(GMCs)、壳层超新星遗迹(SNRs)、脉冲星风星云(PWNe)、双星系统等。介绍了甚高能γ射线的地面观测设备,并对分析方法进行评述。

费米甚高能γ射线耀变体谱指数、能谱峰值频率和能谱曲率相关性研究

收集了69个费米甚高能γ射线(TeV)耀变体样本的平均态多波段数据,并用对数抛物线模型(The Log-parabolic Model)对能谱分布(The Spectral Energy Distribution,SED)进行拟合,获得相关物理参数。分别对谱指数、能谱峰值频率、能谱曲率3个物理参数进行统计分析,结果如下:(1)高峰频蝎虎天体(High-Synchrotron peaked BL Lacertae objects,HBLs)、中峰频蝎虎天体(Intermediate-Synchrotron peaked BL Lacertae objects,IBLs)、低峰频蝎虎天体(Low Synchrotron peaked BL Lacertae objects,LBLs)和平谱射电类星体(Flat Spectrum Radio Quasars,FSRQs)的谱指数分布各异,除射电波段外,样本中蝎虎天体在不同波段谱指数大小呈现高峰频蝎虎天体<中峰频蝎虎天体<低峰频蝎虎天体的分布规律;(2)样本中蝎虎天体(BL Lacertae objects)的同步辐射能谱的峰值频率和逆康普顿散射能谱的峰值频率之间呈现正相关关系,表明甚高能γ射线蝎虎天体多波段辐射能较好地用同步自康普顿模型解释;(3)通过聚类分析给定高峰频蝎虎天体、中峰频蝎虎天体、低峰频蝎虎天体和平谱射电类星体的能谱曲率分布范围,表明这4类天体样本的能谱曲率分布不同;(4)同步辐射能谱的峰值频率和逆康普顿散射能谱的峰值频率与红外、光学、紫外和软X射线波段的谱指数之间都呈现较强的负相关关系,而同步辐射能谱曲率和除射电波段外的各波段谱指数之间呈现正相关关系;(5)同步辐射能谱的峰值频率和同步辐射能谱曲率之间呈现较强的负相关关系。

来自γ暴的甚高能γ射线(英文)

以膨胀火球模型解释来自γ暴的甚高能γ射线,其中考虑了高能γ射线产生效率,相对论效应以及宇宙背景辐射等因素,计算表明,大于10Gev的γ射线的喷射可能在火球膨胀开始后约10^(-5)_s发生,其到达地面时的通量可达10^(-4)—10^(-6)cm^(-2)。

甚高能γ天文学简介

介绍了天体物理过程中的甚高能γ射线(TeV能段)的发射机制、探测方法和甚高能γ射线天文学对于宇宙线和天体物理学研究的意义。还简要概述了国内外的甚高能γ天文学探测实验以及所取得的物理成果。