A gauche :carte de signification autour de LHAASO J2108+5157 telle qu'observée par KM2A pour des énergies reconstruites de 25 TeV à 100 TeV. A droite :carte de signification pour les énergies supérieures à 100 TeV. La croix rouge indique la position la mieux adaptée. Le cercle blanc dans le coin inférieur droit indique la taille de la PSF (contenant 68 % des événements). Crédit :Cao et al., 2021.
À l'aide du grand observatoire des averses d'air à haute altitude (LHAASO), les astronomes ont effectué une recherche de nouvelles sources de rayons gamma de haute énergie. Par conséquent, ils ont identifié une nouvelle source de rayons gamma à ultra haute énergie, qui a reçu la désignation LHAASO J2108+5157. La découverte est rapportée dans un article publié le 18 juin sur le référentiel de pré-impression arXiv.
Les sources émettant un rayonnement gamma avec des énergies de photons comprises entre 100 GeV et 100 TeV sont appelées sources de rayons gamma à très haute énergie (VHE), tandis que celles dont l'énergie des photons est supérieure à 0,1 PeV sont appelées sources de rayons gamma à ultra-haute énergie (UHE). La nature de ces sources n'est pas encore bien comprise; donc, les astronomes sont constamment à la recherche de nouveaux objets de ce type pour les caractériser, ce qui pourrait faire la lumière sur leurs propriétés en général.
Une équipe d'astronomes dirigée par Zhen Cao de l'Académie chinoise des sciences (CAS) a récemment mené une telle recherche d'une durée de près d'un an, en utilisant les données de LHAASO, une nouvelle matrice EAS complexe conçue pour les études des rayons cosmiques et gamma, situé dans la province chinoise du Sichuan. La campagne d'observation a donné des résultats prometteurs.
"Dans ce document, nous rapportons dans la section 2 la découverte d'une nouvelle source de rayons gamma UHE LHAASO J2108+5157 basée sur l'observation LHAASO-KM2A. C'est la première source révélée dans la bande UHE sans contrepartie VHE signalée par d'autres détecteurs, ", ont écrit les chercheurs.
Selon l'étude, LHAASO J2108+5157 est une source ponctuelle avec une extension inférieure à 0,39 degrés. Cependant, les astronomes ont noté qu'une morphologie légèrement étendue ne peut être exclue en raison des statistiques limitées et de l'incertitude. L'indice spectral de loi de puissance de LHAASO J2108+5157 s'est avéré être -2,83.
Aucun homologue de rayons X n'a été trouvé à moins de 0,26 degré du centre de LHAASO J2108+5157 et il s'avère que la source de rayons X la plus proche est le binaire à éclipse RX J2107.3+5202 avec une séparation d'environ 0,3 degré.
Les observations ont révélé que LHAASO J2108+5157 est associé à un nuage moléculaire connu sous le nom de [MML2017]4607. Le nuage est situé à environ 10, 700 années-lumière de la Terre, a un rayon angulaire moyen d'environ 0,236 degrés, et sa masse est estimée à 8, 469 masses solaires.
Essayer d'expliquer l'émission de rayons gamma UHE détectée par LHAASO J2108+5157, les auteurs de l'article offrent peu d'explications. Ils ont noté que l'émission d'UHE pourrait être produite par des protons accélérés jusqu'à PeV entrant en collision avec le gaz dense ambiant. En raison de la coïncidence entre LHAASO J2108+5157 et le nuage moléculaire [MML2017]4607, ils supposent que l'origine hadronique est le scénario le plus plausible.
"Les rayons gamma observés sont attribués à la désintégration des mésons π0 produits lors de collisions inélastiques entre des protons accélérés et le gaz cible dans le [MML2017]4607. Pour la distribution d'énergie des particules mères, nous supposons une forme de loi de puissance à coupure exponentielle, " ont expliqué les astronomes.
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