高海拔宇宙線觀測站（LHAASO，中文簡稱拉索）國際合作組首次發(fā)現(xiàn)低光度活動星系核（LLAGN）具有甚高能伽馬光子輻射，從而證實低光度活動星系核能夠?qū)⒘Ｗ幽芰刻岣咧辽俚教娮臃兀ㄈf億電子伏特）的水平。相關(guān)研究成果以“Discovery of Very High Energy Gamma-Ray Emission from the Low-luminosity AGN NGC 4278 by LHAASO”為題于2024年8月20日在《天體物理學(xué)雜志快報》（The Astrophysical Journal Letters）發(fā)表。
活動星系核（AGN）通常是由超大質(zhì)量黑洞猛烈吸入周圍物質(zhì)而形成一個強烈活躍的天體物理系統(tǒng)，黑洞附近的強引力場、強磁場、極端相對論速度等極端物理環(huán)境下的極端物理過程，通常產(chǎn)生能量很高的高速運動的粒子，這些粒子與周圍物質(zhì)碰撞就會發(fā)出伽馬射線，這就給人們提供了一個優(yōu)良的探針。通過測量伽馬射線對于了解AGN處發(fā)生的物理過程具有重要意義，尤其是與超高能宇宙線起源與加速相關(guān)的重大物理問題。目前已知89個活動星系核具有發(fā)射太電子伏特伽馬光子的能力，它們均擁有強大的噴流并伴隨著強烈的射電輻射，結(jié)合X-射線、伽馬射線開展多波段觀測研究，對于揭示活動星系核物理、噴流能量輸運耗散、粒子加速機(jī)制等都取得了相當(dāng)重要的進(jìn)展。然而，此次拉索發(fā)現(xiàn)的NGC 4278與其他AGN的射電輻射相比，低了至少幾十倍。正是由于拉索的超強靈敏度、全天空的掃描和24小時不間斷的觀測能力，才發(fā)現(xiàn)了這個至關(guān)重要AGN。
研究人員在拉索891天的觀測數(shù)據(jù)里，以約9σ的顯著性捕捉到NGC 4278的一次爆發(fā)，持續(xù)約一個月。與其他甚高能活動星系核相比，它具有致密的對稱射電噴流結(jié)構(gòu)和相對弱的射電輻射，但其甚高能伽馬射線輻射效率顯著高于射電星系，與耀變體相當(dāng)。這一發(fā)現(xiàn)表明低光度活動星系核中較弱的致密噴流能夠有效加速粒子并輻射太電子伏特級的伽馬光子，打開了深入研究低光度活動星系核的新窗口。
中國科學(xué)院高能物理研究所博士后胡世聰、中國科學(xué)院上海天文臺博士生項光漫、高能物理研究所研究員查敏、上海天文臺研究員陳亮和云南大學(xué)博士生文韜，為該論文的共同通訊作者。
文章鏈接：https://doi.org/10.3847/2041-8213/ad5e6d
圖1 NGC4278（紅星所示，并用紅字標(biāo)出）和其他類型具有甚高能伽馬輻射的AGN之間的比較。圖中橫軸表示的是AGN的甚高能伽馬射線的輻射強度量級，縱軸表示的是其射電的輻射強度量級。
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