太空与深海

用低能伽马射线“直接成像”银河系中心——气球实验全球首次

JAXA等机构的研究团队宣布,他们以与光学望远镜相同的原理,全球首次成功直接拍摄到来自银河系中心的低能伽马射线。读完之后,我觉得这是一件看似低调、实则了不起的事,所以在这里介绍一下。

观测对象是150~600keV、能量低于1MeV的伽马射线。这一波段既缺乏高精度的成像方法,背景噪声又大,一直是被称为“MeV空白”的未开拓领域。据说在此之前,只能依靠对全天噪声和微弱信号进行建模推算的间接方法。

这次使用的是能够追踪电子径迹的“电子径迹探测型康普顿相机(ETCC)”。团队分析了2018年在澳大利亚中部放飞的大型气球实验“SMILE-2+”约一天的观测数据,以图像形式捕捉到了来自银河系中心方向的显著信号。传统康普顿相机会把点光源也展开成环状,而ETCC则能汇聚成一个点——这个解释很好懂。

所获得的正电子湮灭伽马射线在误差范围内与以往观测一致,但强度约为2倍。比理论值强数倍的辐射由此得到更可靠的确认,有望用于检验暗物质、原初黑洞等未知来源。据说该成果于2026年8月发表在美国物理学会的期刊上,还被Nature的Research Highlight介绍。

灵敏度更高的下一代实验“SMILE-3”也正在准备中,作为计划于2028年在澳大利亚进行的气球实验候选。“从推测的科学走向观看的科学”这句话让我印象非常深刻。

来源:JAXA(日本宇宙航空研究开发机构)

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