太空探索：最遥远的耀变体是一个高能天体物理学难题！

原标题：太空探索：最遥远的耀变体是一个高能天体物理学难题！

艺术家的哈勃太空望远镜概念观察来自PKS 1424 + 240活动星系核射流的紫外线。沿着视线的氢气云吸收已知频率的光，允许确定每个云的红移和距离。最远的气体云确定到PKS 1424 + 240的最小距离。来自费米伽马射线空间望远镜的数据，如左图所示，也用于本研究。图片来源：Nina McCurdy，组件图片由NASA提供。

耀变体是最明亮的活跃星系核，许多发射出非常高能量的伽马射线。对于称为PKS 1424 + 240的blazar的新观察表明，它是非常高能伽马射线的最遥远的已知来源，但鉴于新数据，其发射光谱现在看起来非常不寻常。

由加州大学圣克鲁兹分校的物理学家领导的一个小组利用哈勃太空望远镜的数据设定了blazar红移的下限（z≥0.6035），相当于至少74亿光年的距离。在如此大的距离上，大部分伽马射线应该被河外背景光吸收，但是考虑到预期吸收的计算会产生意想不到的爆炸频谱。

“我们正在看到一个非常明亮的光源，它不能显示出非常高能量的特征辐射，”加州大学圣克鲁兹粒子物理研究所（SCIPP）研究生，第一作者Amy Furniss说。一篇描述新发现的论文。该论文已被Astrophysical Journal Letters公布，目前已发布在arXiv.org上。

共同作者，加州大学圣克鲁兹分校的兼职物理学教授大卫威廉姆斯说，这些发现可能表明了一些关于火星，河外背景光或长距离伽马射线光子传播的发射机制的新内容。

“我们发现距离比我们想象的更远的高能量伽马射线源，并且在这样做时我们发现了一些我们并不完全理解的东西，”威廉姆斯说。“在这个距离有一个源将使我们能够更好地了解有多少背景吸收，并测试预测河外背景光的宇宙学模型。”

河外背景光（EBL）是来自所有恒星和星系的漫射辐射，是一种充满宇宙的暗淡但普遍的辉光。当高能伽马射线光子与低能EBL光子碰撞时，它们会湮灭并产生电子——正电子对。更远的伽马射线必须越有可能被这种机制吸收。这限制了可以检测到非常高能伽马射线源的距离。

测量EBL非常困难，因为我们附近有很多明亮的光源。除了基于宇宙学模型的估计之外，天文学家还使用星系计数来设定EBL的下限。使用接近此下限的模型来计算来自PKS 1424 + 240的超高能γ射线的预期吸收，Furniss得到了blazar的内在伽马射线发射光谱。然而，结果偏离了基于当前blazar模型的预期排放。

Blazar发射被认为是由相对论的粒子射流产生的，这些粒子由物质落在主星系中心的超大质量黑洞上。“我们不理解blazar的排放机制可能会发生一些事情，”威廉姆斯说。“还有更多奇特的解释，但现在推测可能为时过早。”

来自PKS 1424 + 240的γ射线首先由费米伽玛射线太空望远镜检测，随后由地面仪器VERITAS（超高能辐射成像望远镜阵列系统）检测，该仪器对高能量的伽马射线敏感。 （VHE）带从大约100 GeV到大于10 TeV。为了确定blazar的红移——衡量一个物体的光被宇宙膨胀拉伸到更长波长的程度——研究人员利用哈勃太空望远镜的宇宙起源光谱仪获得的数据用于另一个研究项目

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