7月，我校物理與天文學院譚柏軒教授和楊莉莉副教授、物理學院賀遠強副教授以及中法核工程與技術學院王為教授等學者參與的高海拔宇宙線觀測實驗LHAASO對“標準燭光”蟹狀星云做出了迄今為止人類最高能量的能譜測量，并且觀測到了高達PeV光子。該成果發表于Science期刊，物理與天文學院天文團隊博士后林蘇杰為論文共同通訊作者。
7月9日，我校多名學者參與的LHAASO實驗在Science期刊上以“PeV gamma-ray emission from the Crab Nebula”為題發表了一項改寫教科書的工作，即在世界上率先對蟹狀星云這一“標準燭光”做出了超高能區的精準測量，相較于其他伽馬觀測實驗，LHAASO將觀測的能量范圍延伸到了100TeV以上，并首次發現了其高達1.1PeV超高能的光子，為超高能伽馬光源的測定提供了亮度標準。
這一成果凝聚了LHAASO實驗組中許多成員的心血。我校物理與天文學院譚柏軒教授和楊莉莉副教授、物理學院賀遠強副教授以及中法核工程與技術學院王為教授等學者在LHAASO實驗中參與了數據分析以及望遠鏡組裝工作。其中物理與天文學院林蘇杰博士后作為此篇論文的共同通訊作者之一，在此項工作中負責了LHAASO的水切侖科夫探測陣列（WCDA）數據的主要分析，為1TeV到10TeV之間的光子提供了能譜測量的依據。
圖1 LHAASO做高能伽馬觀測的總體工作能量范圍跨越三個多量級，并且延伸到了超高能的領域（100TeV以上）
LHAASO全稱“高海拔宇宙線觀測站”，作為我國重大科技基礎設施，既是宇宙線探測陣列，也是當前世界上最靈敏的超高能伽馬射線探測器。它承擔著捕獲測量高能宇宙粒子、為我們理解銀河系以至于本星系團環境提供重要信息的任務。在2021年5月17日，LHAASO實驗組就在1/2規模運行11個月累積的數據中記錄了迄今為止人類探測到的最高能的宇宙光子（能量為1.4拍電子伏，1拍=1千萬億=1015)，并在Nature期刊上發表了相關成果。
圖2 來自于中科院高能所
在宇宙中的高能伽馬輻射通常都與極端物理過程中加速出來的超高能帶電粒子相關。在100TeV以上的觀測通常預示著PeV以上的電子或者質子的存在。目前，LHAASO在蟹狀星云、天鵝座恒星形成區等已知區域，以及兩個此前其它探測器未曾注意過的區域都觀測到了100TeV以上的超高能伽馬。這些觀測為人們進一步了解相應區域的脈沖星風云、年輕大質量星團、超新星遺跡等非熱天體內部的物理機制提供了一手資料，并挑戰了電子加速的標準模型。
這一系列的重大發現證明LHAASO實驗組目前已經初步建立了完備的數據分析流程，且其10TeV以上能段的靈敏度居于世界第一，揭開了超高能伽馬天文時代的序幕。我們相信在接下來的數年中，在最終把所有陣列完整建設并投入使用、繼續優化數據分析流程之后，LHAASO探測陣列的統計量和準確性將會更高。更多的天體在TeV的面紗屆時將被揭開，而天文學家們將能通過這一新的能量窗口在宇宙中看到更多未曾發現的圖景。
論文鏈接：https://science.sciencemag.org/content/early/2021/07/07/science.abg5137
