天の川銀河の中心から過去最高エネルギーのガンマ線が観測される(Highest-energy ever gamma rays observed from Milky Way center)

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2024-10-22 ロスアラモス国立研究所(LANL)

ロスアラモス国立研究所のチームは、メキシコのHAWC観測所で100テラ電子ボルトを超える超高エネルギーガンマ線を観測し、その起源が銀河中心にあることを初めて確認しました。これにより、銀河中心に極端な物理過程が存在することが示され、PeVatronと呼ばれる極端な加速現象が関与していることが明らかになりました。観測は、超新星やブラックホールの衝突など、宇宙で最も暴力的な現象に関する新たな洞察を提供しています。

<関連情報>

HAWCによる100 TeVを超える銀河中心PeVatronの観測 Observation of the Galactic Center PeVatron beyond 100 TeV with HAWC

A. Albert, R. Alfaro, C. Alvarez, A. Andrés, J. C. Arteaga-Velázquez, D. Avila Rojas, H. A. Ayala Solares, R. Babu, E. Belmont-Moreno, A. Bernal
The Astrophysical Journal Letters  Published: 2024 September 20
DOI:10.3847/2041-8213/ad772e

天の川銀河の中心から過去最高エネルギーのガンマ線が観測される(Highest-energy ever gamma rays observed from Milky Way center)

Abstract

We report an observation of ultrahigh-energy (UHE) gamma rays from the Galactic center (GC) region, using 7 yr of data collected by the High-Altitude Water Cherenkov (HAWC) Observatory. The HAWC data are best described as a point-like source (HAWC J1746-2856) with a power-law spectrum (dN/dE=ϕ(E/26TeV)γ), where γ = −2.88 ± 0.15stat − 0.1sys and ϕ = 1.5 × 10−15 (TeV cm2 s)−1±0.3stat+0.08sys −0.13 sys extending from 6 to 114 TeV. We find no evidence of a spectral cutoff up to 100 TeV using HAWC data. Two known point-like gamma-ray sources are spatially coincident with the HAWC gamma-ray excess: Sgr A* (HESS J1745-290) and the Arc (HESS J1746-285). We subtract the known flux contribution of these point sources from the measured flux of HAWC J1746-2856 to exclude their contamination and show that the excess observed by HAWC remains significant (>5σ), with the spectrum extending to >100 TeV. Our result supports that these detected UHE gamma rays can originate via hadronic interaction of PeV cosmic-ray protons with the dense ambient gas and confirms the presence of a proton PeVatron at the GC.

1701物理及び化学
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