近期，中国科学院上海天文台联合云南大学的科研团队在对超新星遗迹的研究上获得重要进展，研究成果揭示了超新星遗迹RCW 103在伽马射线能段上的观测特征，不仅更新了2014年的观测结果，还揭示了该超新星遗迹伽马射线辐射特性的新发现，发现与强子起源的预期相符合，这对于理解超新星遗迹的粒子加速和辐射机制具有重要的意义。这项成果以“Revisiting γ-Ray Emission of the Supernova Remnant RCW 103”为题发表在天文国际期刊《天体物理学杂志》上。 

当大质量恒星步入生命的尾声，其核心燃料耗尽，无法再支撑起庞大的外层结构，恒星会塌缩并爆发成超新星，这一过程中，恒星会瞬间向星际空间释放出大量的能量与物质，这些物质向外扩张，与周围的星际介质发生碰撞，进而形成超新星遗迹。自2008年以来，得益于费米伽马射线空间望远镜（Fermi）的观测能力，越来越多的超新星遗迹在GeV能段被探测到，为我们提供了研究粒子如何在超新星爆炸产生的激波中被加速的重要线索。关于超新星遗迹的伽马射线辐射机制，目前主要有两种模型：强子模型和轻子模型。强子模型认为宇宙线粒子在激波中被加速后，通过质子质子碰撞等强子过程发射伽马射线。轻子模型则侧重于电子在激波过程中的加速和辐射过程，电子在加速后，可以通过同步辐射和逆康普顿散射等轻子过程发射伽马射线。要准确甄别超新星遗迹的伽马射线辐射机制，仍然是一个亟待解决的核心问题，关联到宇宙线粒子在星际空间中的产生和加速机制，对研究河内宇宙线粒子的起源和演化规律有重要的意义。

研究团队利用最新的Fermi伽马射线源目录，对RCW 103长达15年以上的伽马射线观测数据进行了全面而细致的分析。研究结果显示RCW 103的伽马射线辐射呈现为清晰的点源，而非2014年报告的扩展源。其次，该点源辐射的误差圆区域精确的与RCW 103南部边缘相吻合，这里恰好是该超新星遗迹最为耀眼的区域（见图示），多能段观测结果也表明该遗迹与南部边缘邻近的分子云之间存在着相互作用迹象，它们在与周围星际介质相互作用的过程中产生了伽马射线辐射。这一位置上的高度一致性强烈暗示了伽马射线辐射的强子起源，这一发现为理解超新星遗迹中高能粒子的加速与辐射机制提供了重要线索。‍

左图为>5 GeV能段伽马射线辐射的TS图（TS大致相当于显著性的平方），蓝色小圆圈为RCW 103在射电能段的扩展度（同右图蓝色圆圈），蓝色十字为RCW 103在射电能段的最亮点（同右图蓝色十字），其它十字及圆圈标注了周围天区中的其它伽马射线点源和扩展源，它们的辐射已经从图中被减掉；右图为射电天图，白色实线及虚线圆圈为伽马射线点源的1σ及2σ误差圆，误差圆的中心为最佳定位位置

文章链接：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ad5ce9 

科学联系人：邢祎 yixing@shao.ac.cn