2月23日，记者从天府宇宙线研究中心获悉，国家重大科技基础设施高海拔宇宙线观测站“拉索”于日前以高显著性探测到脉冲星PSRJ1740+1000的弓形激波脉冲星风云尾部区域的超高能伽马射线辐射，首次发现弓形激波脉冲星风云尾部的伽马射线辐射，对弓形激波脉冲星风云尾部的粒子输运机制提出了挑战，预示着尾部区域存在强劲的粒子加速过程。
▲ 弓形激波脉冲星风云尾部再加速粒子产生的超高能伽马辐射被拉索观测示意图
据了解，脉冲星是超新星爆发中由前身大质量恒星遗骸形成的一种高度磁化的旋转中子星，脉冲星风云是快速旋转的脉冲星驱动相对论性粒子星风冲击外部物质产生的风云。脉冲星风云的形态和辐射随着时间的演化呈现不同特征。
“年轻的脉冲星位于超新星遗迹内部，往往具有较高的自转动能，并驱动强劲的脉冲星风吹向四周，速度十分接近光速。星风带走脉冲星的自转能，使得脉冲星自转逐渐减慢，而星风与脉冲星周边物质的猛烈碰撞将部分星风的动能转化为高能粒子的能量，后者通过同步辐射、逆康普顿散射等过程产生从射电到伽马波段的辐射，呈现出我们观测到的风云。”该项目相关研究人员解释道。
随着脉冲星步入中老年，自转能显著降低，其产生的风云中高能粒子的数量和最高能量也随之降低，但是其过往加速的粒子会弥漫在周围形成尺度达上百光年的伽马射线晕。有部分脉冲星会离开超新星遗迹直接和星际介质相互作用，由于脉冲星本身的超声速自行，形成类似“彗星”状的弓形激波脉冲星风云，这类特殊形状的风云尾部辐射在射电和X射线波段都有观测，但是其伽马射线辐射一直没有被发现。
据介绍，脉冲星PSRJ1740+1000是一颗远离银河星系盘的孤立脉冲星，距离地球4500光年，特征年龄11万年，是一颗中年脉冲星，在X射线波段清楚观测到了弓形激波造成的“彗星”形状。研究人员基于拉索1200天以上的观测数据，在远离该脉冲星约16光年处发现一个点状超高能伽马射线源（后简称拉索源），显著性达到17倍标准偏差。
该测量结果一方面排除了大尺度伽马射线晕的存在，说明并非所有的中老年的脉冲星都会形成可观测的伽马射线晕，这可能与其所处的周围环境有关；另一方面，经过仔细排查，该拉索源附近并不存在其它已知的天体可加速高能粒子。而十分巧合的是，该拉索源恰好处在脉冲星PSRJ1740+1000的弓激波风云尾部的延长线上，这揭示了弓形激波脉冲星风云尾部区域可以产生超高伽马射线辐射。探测到的伽马光子最高能量超过三百万亿电子伏，说明弓形激波脉冲星风云尾部可能具有加速拍电子伏(PeV)粒子的能力。
成都日报锦观新闻 记者 黄雪松 责任编辑 何齐铁 编辑 王淇 部分综合 天府宇宙线研究中心
