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ARGO-YBJ实验首次观测了活动星系核Mrk421高能γ辐射


自2006年6月高能所西藏羊八井宇宙线国家野外科学观测研究站ARGO-YBJ高能辐射宇宙线全覆盖式RPC探测器阵列中心地毯正式投入运行,至2007年5月,ARGO-YBJ实验的中国合作组经重建、分析的对月亮观测数据累计时间已达560小时,超出意大利同行所重建的同类数据4倍,获得了月亮阴影的大统计量测量,统计显著水平接近11倍背景涨落标准偏差,初步验证了用探测器模拟给出的宇宙线事例到达方向角分辨(对约5TeV的簇射为0.5度)。ARGO-YBJ实验首次成功观测活动星系核Mrk421高能γ辐射。

中意合作ARGO-YBJ高能辐射宇宙线全覆盖式RPC探测器阵列中心地毯自2006年6月底正式投入观测以来,运行稳定。2006年4月,该观测站开通了高能所与羊八井之间的155Mbps实现了观测数据的即日传输,2007年初确定了探测器定时的离线标定方案,实现了数据即时标定,事例重建和进一步的物理分析工作相继展开。

中国合作组充分发挥及时掌握数据的优势,迅速开展包括月亮阴影测量、全天区扫描、宇宙线能谱、质子核相互作用截面和γ暴跟踪搜索等多项物理课题研究。在针对作为甚高能γ天文观测标准烛光的蟹状星云(CRAB)γ源的观测数据尚未达到足够的统计之前(4倍标准偏差左右),ARGO-YBJ实验非常幸运地在地毯阵列正式运行后的7月和8月观测到了著名活动星系核Mak421的一次强烈暴发事件,最高态超过来自CRAB源的地面流强4至5倍,持续时间近两月,达到5.9倍背景涨落标准偏差。美国的X射线探测卫星Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE)在X射线波段的观测与ARGO-YBJ的结果符合很好。CERENKOV望远镜在γ射线波段都观测到了相关的暴发过程。在进一步弄清现存的约0.5度的探测器指向误差后,相应的γ射线能谱分析将顺势展开,并积极与其他实验联系,争取开展对能谱的多波段联合测量,用于探索源于活动星系核的γ射线产生和暴发机制,并发挥地面探测器对高能事例敏感的优势,甚而对探索活动星系核作为潜在的宇宙线源等重大课题的解决做出贡献。

 

ARGO-YBJ实验20067月和8月观测数据全天扫描结果

 

Mak421附近放大的天图。其中,颜色标度为统计显著水平,单位是背景涨落标准偏差。

 

作为在低能区与ARGO-YBJ实验观测的符合的例证,图中显示了X射线探测器RXTE测量的光变曲线。

 

致谢:

借此机会,我们谨向多年来对ARGO-YBJ实验给予了大力支持的中科院、国家自然科学基金委、科技部、高能所、粒子天体物理重点实验室等有关领导、部门表示衷心的感谢!衷心感谢高能所计算中心和中科院网络中心对我们的热情帮助和必不可少的技术支持。衷心感谢精诚团结与合作的全组同志们,特别是那些克服高山反应奋战于ARGO探测器紧张的安装与调试的同志们,没有他们加倍努力的工作以保证2006年6月底之前的正式运行,我们将错过这一次难得的观测机会!

(粒子天体物理中心羊八井组 供稿)

 

 

 

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