A sinistra:mappa di significatività intorno a LHAASO J2108+5157 osservata da KM2A per energie ricostruite da 25 TeV a 100 TeV. A destra:mappa di significatività per energie superiori a 100 TeV. La croce rossa indica la posizione più adatta. Il cerchio bianco nell'angolo in basso a destra mostra la dimensione della PSF (contenente il 68% degli eventi). Credito:Cao et al., 2021.
Utilizzando il grande osservatorio delle piogge d'aria ad alta quota (LHAASO), gli astronomi hanno effettuato una ricerca di nuove sorgenti di raggi gamma ad alta energia. Di conseguenza, hanno identificato una nuova sorgente di raggi gamma ad altissima energia, che ha ricevuto la designazione LHAASO J2108+5157. La scoperta è riportata in un articolo pubblicato il 18 giugno sul repository pre-print di arXiv.
Le sorgenti che emettono radiazioni gamma con energie dei fotoni comprese tra 100 GeV e 100 TeV sono chiamate sorgenti di raggi gamma ad altissima energia (VHE), mentre quelli con energie dei fotoni superiori a 0,1 PeV sono noti come sorgenti di raggi gamma ad altissima energia (UHE). La natura di queste fonti non è ancora ben compresa; perciò, gli astronomi sono costantemente alla ricerca di nuovi oggetti di questo tipo per caratterizzarli, che potrebbe gettare più luce sulle loro proprietà in generale.
Un team di astronomi guidato da Zhen Cao dell'Accademia cinese delle scienze (CAS) ha recentemente condotto tale ricerca della durata di quasi un anno, utilizzando i dati di LHAASO, un nuovo complesso array EAS progettato per studi sui raggi cosmici e gamma, situato nella provincia cinese del Sichuan. La campagna di osservazione ha prodotto risultati promettenti.
"In questo documento, riportiamo nella Sezione 2 la scoperta di una nuova sorgente di raggi gamma UHE LHAASO J2108+5157 basata sull'osservazione LHAASO-KM2A. È la prima fonte rivelata nella banda UHE senza una controparte VHE segnalata da altri rilevatori, " hanno scritto i ricercatori.
Secondo lo studio, LHAASO J2108+5157 è una sorgente puntiforme con un'estensione inferiore a 0,39 gradi. Però, gli astronomi hanno notato che una morfologia leggermente estesa non può essere esclusa a causa della statistica limitata e dell'incertezza. L'indice spettrale della legge di potenza di LHAASO J2108+5157 è risultato essere -2,83.
Nessuna controparte a raggi X è stata trovata entro 0,26 gradi dal centro di LHAASO J2108+5157 e si scopre che la sorgente di raggi X più vicina è la binaria ad eclisse RX J2107.3+5202 con la separazione di circa 0,3 gradi.
Le osservazioni hanno scoperto che LHAASO J2108+5157 è associato a una nuvola molecolare nota come [MML2017]4607. La nuvola si trova a circa 10, A 700 anni luce dalla Terra, ha un raggio angolare medio di circa 0,236 gradi, e la sua massa è stimata in 8, 469 masse solari.
Cercando di spiegare l'emissione di raggi gamma UHE rilevata da LHAASO J2108+5157, gli autori dell'articolo offrono poche spiegazioni. Hanno notato che l'emissione di UHE potrebbe essere prodotta da protoni accelerati fino a PeV in collisione con il gas denso dell'ambiente. A causa della coincidenza tra LHAASO J2108+5157 e la nuvola molecolare [MML2017]4607, presumono che l'origine adronica sia lo scenario più plausibile.
"I raggi gamma osservati sono attribuiti al decadimento dei mesoni π0 prodotti in collisioni anelastiche tra protoni accelerati e gas bersaglio nel [MML2017]4607. Per la distribuzione dell'energia delle particelle madri, assumiamo una forma esponenziale cut-o power-law, " spiegarono gli astronomi.
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