基于LHAASO观测研究Geminga甚高能γ辐射及电子传播

批准号:
U1931112
项目类别:
联合基金项目
资助金额:
50.0 万元
负责人:
李哲
依托单位:
学科分类:
A3301.利用天文台设备或数据开展天文观测和理论研究
结题年份:
2022
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈松战、靳超、南云程、陈秀林
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中文摘要
在过去十年宇宙线领域一个非常重要的进展就是发现宇宙线电子能谱在百GeV以上超出宇宙线标准传播模型,其成因也成为当前重要的前沿科学问题。甚高能γ射线是研究相对论性电子起源、加速及传播机制的重要探针,地球邻近的脉冲星Geminga是电子超出来源的理想候选源之一,在TeV能段已观测到显著的扩展γ辐射,Geminga的深入观测研究,对理解宇宙线传播和地球附近电子超出问题具有重要意义。本项目计划利用LHAASO实验在甚高能区高灵敏度、大视场、全天候的独特优势,首次精确测量Geminga的甚高能γ能谱结构,以及不同能量下空间分布形态,探究脉冲星及其星云的能谱演化特性和物理内因,建立更准确的多能区电子传播模型,为地球附近电子超出问题提供更具价值的物理结果,同时为暗物质物理等重大科学问题提供线索和依据。
英文摘要
A very important development in the field of cosmic rays over the past decade has been the discovery that cosmic ray electron spectroscopy has exceeded the cosmic line standard propagation model above GeV, and its causes have become an important frontier scientific problem at present. Very high energy gamma rays are important probes to study the origin, acceleration and propagation mechanism of relativistic electrons, and the pulsar Geminga adjacent to the earth is one of the ideal candidate sources for electrons beyond the source, and significant extended gamma radiation has been observed in the TeV segment, and the Geminga in-depth observation studies It is of great significance to understand the propagation of cosmic rays and the excess of electrons near the earth. The project plans to use the unique advantages of high sensitivity, large field of view and all-weather in the very high energy region of the LHAASO experiment to accurately measure the very high energy gamma spectrum structure of Geminga and the spatial distribution patterns under different energies for the first time, and to explore the energy spectrum evolution characteristics and physical internal causes of pulsars and their nebulae.A more accurate electronic propagation model of multi-energy zone is established to provide more valuable physical results for electrons near the earth, and to provide clues and basis for major scientific problems such as dark matter physics.
本项目的物理动机是围绕(Large High Altitude Air Shower Observatory)LHAASO观测来自Geminga的伽马辐射,计算电子扩散系数,检验轻子模型,并对Geminga源是否为地球附近电子超出作出判别。项目在执行过程中,完成了伽马halo的理论研究和计算,并依据halo模型计算了电子扩散系数。该项研究基于LHAASO子阵列1平方公里阵列KM2A,该探测器覆盖面积约为1.3km2,主要面向超高能(>10TeV)伽马天文物理的研究。结合LHAASO运行和数据累计情况,对各运行阶段的数据完成了对Pulsar(Geminga源,J1740+1000源)的观测和分析,pulasar halo的理论研究。通过对halo 的形态分析来测量宇宙线的扩散系数,在 LHAASO观测中,我们明显看到了Geminga 和PSR B0656+14(Monogem)两个源,二者年龄相似,空间距离比较近,这两个源的伽马辐射尺度比较大,在∼30pc 量级,能谱和形态结构表明Geminga 的电子扩散系数为11.57e27(cm-2s-1)。另一方面,在本项目的资助下,同时支撑了对另一个存在pulsar halo的源J1740+1000的分析研究,完成了相关的数据物理分析。TeV halo是Pulsar gamma射线源的一个重要空间形态分别形式,现在对pulsar halo的观测数据逐渐累积,本项目的相关研究结果,对理解Pulsar halo中粒子加速机制和传播机制具有很重要的价值。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Discovery of a New Gamma-Ray Source, LHAASO J0341+5258, with Emission up to 200 TeV
发现新的伽马射线源 LHAASO J0341 5258,发射高达 200 TeV
DOI:10.3847/2041-8213/ac0fd5
发表时间:2021
期刊:The astrophysical journal
影响因子:--
作者:Zhen Cao;Felix Aharonian;Q. An;Axikegu;L. X. Bai;Y. Bai;Y. W. Bao;Denis Bastieri;X. J. Bi;Y. J. Bi;H. Cai;J. T. Cai;Zhe Cao;J. F. Chang;J. F. Chang;B. M. Chen;E. S. Chen;J. Chen;Liang Chen;Long Chen;M. J. Chen;M. L. Chen;Q. H. Chen;Sina Chen;S. Z. Chen;T.
通讯作者:T.
Constraints on Heavy Decaying Dark Matter from 570Days of LHAASO Observations
LHAASO 570 天观测对重衰变暗物质的限制
DOI:10.1103/physrevlett.129.261103
发表时间:2022
期刊:Physical Review Letters
影响因子:8.6
作者:Zhen Cao;F. Aharonian;Q. An;Axikegu;L. X. Bai;Y. X. Bai;Y. W. Bao;D. Bastieri;X. J. Bi;Y. J. Bi;J. T. Cai;Zhe Cao;J. Chang;J. F. Chang;E. S. Chen;Liang Chen;Liang Chen;Long Chen;M. J. Chen;M. L. Chen;Q. H. Chen;S. H. Chen;S. Z. Chen;T. L. Chen;Y. Chen;H.
通讯作者:H.
Discovery of the Ultrahigh-energy Gamma-Ray Source LHAASO J2108+5157
超高能伽马射线源LHAASO J2108 5157的发现
DOI:10.3847/2041-8213/ac2579
发表时间:2021-06
期刊:The Astrophysical Journal Letters
影响因子:--
作者:Cao
通讯作者:Cao
Simulating gamma-ray production from cosmic rays interacting with the solar atmosphere in the presence of coronal magnetic fields
模拟在日冕磁场存在的情况下宇宙射线与太阳大气相互作用产生的伽马射线
DOI:--
发表时间:2020
期刊:arXiv:2009.03888
影响因子:--
作者:Zhe Li;Kenny C.Y.Ng;Songzhan Chen;Yuncheng Nan;Huihai He
通讯作者:Huihai He
Peta-electron volt gamma-ray emission from the Crab Nebula The LHAASO Collaboration
蟹状星云的拍电子伏伽马射线发射 LHAASO 合作
DOI:10.1126/science.abg5137
发表时间:2021-07-23
期刊:SCIENCE
影响因子:56.9
作者:Cao, Zhen;Aharonian, F.;Zuo, X.
通讯作者:Zuo, X.
基于LHAASO研究太阳甚高能伽马辐射机制
- 批准号:12261160362
- 项目类别:国际(地区)合作与交流项目
- 资助金额:96.00万元
- 批准年份:2022
- 负责人:李哲
- 依托单位:
无标样EDXRF基体效应及含量校正的微分算子模型研究
- 批准号:41504080
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:22.0万元
- 批准年份:2015
- 负责人:李哲
- 依托单位:
国内基金
海外基金
