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羊八井宇宙线观测站位于青藏高原的西藏自治区首府拉萨市西北约90公里的念青唐古拉山东南的一个山间盆地上(东经90.522°,北纬30.102°),海拔4310米。本文采用的是ASγ实验二期加密阵列(TibetⅡ-HD)和三期阵列(Tibet-Ⅲ)采集到的数据样本。TibetⅡ-HD总共运行时间是从1997年2月至1999年9月,其有效的运行时间是555.9天;Tibet-Ⅲ总共运行时间是从1999年11月至2005年11月,其有效的运行时间是1318.94天;经过重建和Cut条件筛选后,总共还剩2.0×1010(E>3TeV)个事例用于本物理分析。
在最近几年中,TeV能区γ射线源的研究取得了很大的进展,就发现源的数目而论,具有较高灵敏度和较好角分辨的IACTs实验(如:HESS,MAGIC,CANGAROO,VERITAS),在这过去的短短几年中,总共发现了五十多个TeV能区的γ射线源,其中位于南半球的HESS实验就发现了多达四十几个新源。精确知道源的时间、空间分布等信息对研究宇宙线的起源、加速、传播等问题具有重要的意义。
Cygnus区是一个非常复杂的区域,它富含分子云,是大量恒星形成区,以它特有的物理环境激起了多家实验的兴趣。就地面EAS阵列实验而言,具有几乎相同阈能和相近观测天区的ASγ实验和Milagro实验曾多次在此区域看到超出迹象。前不久,Milagro实验在此区域发现了新源MGRO J2019+37,并测出源MGRO J2019+37在12TeV时的流强值,另外还报道了一些候选源。鉴于目前TeV能区γ源的研究状况以及ASγ实验又积累了更多的数据样本,作为独立的地面宇宙线观测站ASγ实验,很有必要对全天区扫描找源工作进行更新以及对Cygnus区进行较为仔细的分析。
本文首先介绍了羊八井实验、分析找源的方法、接着主要介绍了全天区扫描找源的结果及目前Cygnus区的研究现状和ASγ实验的观测结果。
在全天区扫描找源中标准烛光Crab和耀变源Mrk421仍以较高的显著性被观测到,显著性分别为7.0σ和4.9σ,但除了Crab和Mrk421外其它所有方向的显著性都不是很高,还不足以声称看到了新源。为此,我们对除Crab和Mrk421外的所有其它方向设了90%置信水平下的流强上限。能谱指数分别为-2.0、-2.2、-2.4、-2.6、-2.8及-3.0时,平均积分流强上限的变化范围是(0.8~2.2)×10-12 cm-2 s-1(E>3TeV)和(1.2~3.0)×10-13 cm-2s-1(E>10TeV),与以前相同置信水平下的结果相比灵敏度约改进了1.7倍。
至于Cygnus区的观测,前不久Milagro实验以~10σ的显著水平观测到了扩展源MGRO J2019+37。然而,ASγ实验由于还没有有效的γ/p鉴别能力,在Cygnus区仍没有看到足够高的显著性以声称看到新源。在对MGROJ2019+37进行符合寻找中,仅观测到显著性达~4σ,不过在其邻近区域看到了四个有超出迹象的候选事例团。其中位于(307.1°,41.6°)处的事例团与不明TeV源J2032+4130和源MGRO J2031+41在位置上很接近,它们之间的角距离分别为0.9°和0.7°;另外位于(311.6°,37.4°)处的事例团在位置上与Milagro实验报道的TeV候选源C1相差1.2°。考虑到Milagro实验已经确证了源MGROJ2019+37的存在,假设我们观测到的超出100%是γ的情况下,我们分别取两种不同情况的平滑半径对它的能谱进行了初步测量,并对它的起源作了初步的分析。不过,由于低能端和高能端观测到的数据甚少,目前还没法对它是强子起源还是轻子起源给出定论。