Астрономы из Университета Мэриленда и Мичиганского технологического университета исследовали загадочный источник гамма-излучения сверхвысокой энергии, известный как LHAASO J2108+5157. Результаты исследования, опубликованные 31 августа на сервере препринтов arXiv, могут помочь нам раскрыть истинную природу этого источника. Источники гамма-излучения с энергией фотонов от 100 ГэВ до 100 ТэВ называются источниками гамма-излучения очень высокой энергии (VHE), а источники с энергией фотонов выше 0,1 ПэВ известны как источники гамма-излучения сверхвысокой энергии (UHE). Природа этих источников до сих пор не совсем понятна; поэтому астрономы постоянно ищут новые объекты этого типа, чтобы охарактеризовать их, которые могли бы пролить больше света на их свойства в целом. Команда астрономов под руководством Саджана Кумара из Университета Мэриленда решила поближе взглянуть на один из таких источников гамма-излучения UHE, получивший обозначение LHAASO J2108+5157.
Это точечный источник с протяженностью менее 0,39 градуса, который, как известно, связан с молекулярным облаком [MML2017] 4607, расположенным на расстоянии около 10 700 световых лет от нас. Предыдущие наблюдения LHAASO J2108+5157 не обнаружили рентгеновских аналогов и выяснилось, что ближайшим источником рентгеновского излучения является затменная двойная система RX J2107.3+5202 с расстоянием между ними около 0,3 градуса. Учитывая, что в окрестностях LHAASO J2108+5157 до сих пор не обнаружено ни мощных пульсаров, ни остатков сверхновых, определить природу ее гамма-излучения сложно, поскольку его можно объяснить как адронными, так и лептонными моделями. Поэтому команда Кумара наблюдала LHAASO J2108+5157 с помощью системы телескопов для визуализации очень энергичного излучения (VERITAS) и высотной водной Черенковской обсерватории (HAWC), чтобы пролить больше света на испускаемые гамма-лучи UHE. Наблюдения не обнаружили существенного излучения вблизи положения LHAASO J2108+5158.
Астрономы также выполнили спектральный анализ круглой области радиусом 0,09 градуса вокруг положения LHAASO J2108+5157, измерив верхние пределы дифференциального потока при энергиях 1,0, 3,98 и 15,38 ТэВ, что согласуется с предыдущими исследованиями. Полученные верхние пределы исключают адронную модель и предполагают лептонную природу излучения с энергией от нескольких ТэВ до сотен ТэВ. Однако исследователи отметили, что недавно в окрестностях LHAASO J2108+5157 было обнаружено новое молекулярное облако, что проливает больше света на происхождение наблюдаемого гамма-излучения. «Морфология этого нового облака сильно коррелирует с гамма-излучением LHAASO J2108+5157 до 2 ГэВ от Fermi-LAT и излучением, обнаруженным LHAASO. Это делает более вероятным, что гамма-лучи производятся через адронный канал с молекулярными облако как основная мишень для частиц космических лучей, ускоренных неопознанными певатронами», — заключили астрономы. Они добавили, что для полного понимания природы LHAASO J2108+5157 необходимы будущие наблюдения с помощью CTA и анализ в рентгеновском диапазоне.
