OP 313是一種平譜射電類星體（flat-spectrum radio quasar，FSRQ），屬於耀變體的一類。它的相對論性噴流幾乎正對著地球，因此看起來格外明亮。OP 313的紅移為 z = 0.997，距離地球約 80億光年。

天文學家在這個天體身上偵測到能量高於100 GeV的超高能伽馬射線（very-high-energy，VHE），使它成為目前觀測到的最遙遠VHE耀變體，也是最遙遠的VHE活動星系核（AGN）。124

不過，這項紀錄有一個重要限定：OP 313是最遙遠的耀變體／活動星系核VHE來源，並不是所有類型中最遙遠的VHE來源。伽馬射線暴GRB 201216C的距離更遠。238

2023年12月的罕見耀斑

這次觀測始於Fermi-LAT太空望遠鏡發現OP 313的高能活動明顯增強。LST-1約在2023年12月9日至10日開始追蹤，之後由多座設施展開跨波段、協同觀測。12

在12月那次極明亮的耀斑期間，OP 313在100 GeV以上的積分通量約達 0.3 Crab Unit。這裡的「Crab Unit」是伽馬射線天文學常用的相對亮度單位，以蟹狀星雲的輻射作為參考。LST-1首次偵測到OP 313的VHE輻射，位於西班牙拉帕爾馬的MAGIC雙望遠鏡也獨立確認了這項結果。156

研究團隊把LST-1與MAGIC的資料，和Fermi-LAT等設施在較低能量波段取得的觀測結果合併分析。2024年1月，OP 313的活動已減弱；耀斑在大部分被觀測的電磁波段呈現相關變化，但射電輻射相對穩定。1

為什麼這麼遠的伽馬射線難以被看見？

能量高於100 GeV的伽馬射線，很難完整穿越數十億年的宇宙旅程。它們沿途會遇到河外背景光（extragalactic background light，EBL），也就是宇宙歷史中由恆星與星系累積而成的瀰漫性光學與紅外線輻射。147

當高能伽馬射線光子與EBL中的低能光子碰撞時，可能產生電子—正電子對：

[
\gamma + \gamma \rightarrow e^+ + e^-
]

這個過程會消耗原本朝向地球前進的伽馬射線光子。換句話說，從紅移接近1、約80億光年外的OP 313仍能偵測到VHE光子，表示至少有一部分輻射成功穿過了預期會造成吸收的宇宙背景光。這正是它能刷新VHE耀變體距離紀錄的關鍵原因。124

OP 313的伽馬射線從何而來？

對完整電磁頻譜的模型分析較支持輕子模型。在這個情境中，耀變體噴流內以相對論速度運動的電子，會透過逆康普頓散射撞擊周圍的低能光子，將它們提升為高能伽馬射線。1

這些作為「種子」的低能光子，可能來自超大質量黑洞周圍的寬發射線區，或黑洞吸積系統外圍的塵埃環。研究同時探討了雙區域模型，以及在更遠處、由塵埃環提供散射場的單區域替代模型。1

需要區分兩個不同階段：伽馬射線是在黑洞周圍的噴流中產生；EBL造成的吸收則發生在它們離開噴流、穿越星系際空間之後。河外背景光並不是伽馬射線的產生機制，而是影響其長途傳播的「沿途障礙」。

這次偵測對宇宙背景光揭示了什麼？

如果EBL的密度過高，應該會吸收比實際觀測到更多的伽馬射線。因此，OP 313仍能被看見，便可用來限制波長約 0.6微米附近的EBL強度：

• LST-1資料分析得到 λIλ < 8.74 nW m⁻² sr⁻¹；
• MAGIC資料分析得到 λIλ < 14.7 nW m⁻² sr⁻¹，其中包含系統誤差。1

這些數值是上限，並非對EBL精確密度的直接測量。它們代表：沿著這條長達數十億光年的路徑，宇宙中最多可以存在多少瀰漫性光學與近紅外線背景，而不至於把已觀測到的伽馬射線全部吸收掉。14

LST-1的首次科學成果

這次發現也是LST-1的首項科學成果。LST-1是切倫科夫望遠鏡陣列天文台（Cherenkov Telescope Array Observatory，CTAO）大型望遠鏡的原型機，當時仍在進行調試（commissioning）。它較低的能量門檻與較大的有效集光面積，對捕捉這種遙遠、且已被EBL削弱的來源十分關鍵。46

LST-1直徑23公尺，位於CTAO北方台址所在的拉帕爾馬，設計觀測範圍約為 20 GeV至3 TeV。4它在調試期間便偵測到OP 313，實際展示了自己在VHE能段低端尋找遙遠與短暫伽馬射線來源的能力。

CTAO北方台址預計配置四座LST，未來可望提升對這類事件的靈敏度、頻譜分析能力與快速追蹤能力。不過，目前資料並未量化四望遠鏡陣列對類似OP 313耀斑的具體改善幅度。417

OP 313是一種平譜射電類星體（flat-spectrum radio quasar，FSRQ），屬於耀變體的一類。它的相對論性噴流幾乎正對著地球，因此看起來格外明亮。OP 313的紅移為 z = 0.997，距離地球約 80億光年。

天文學家在這個天體身上偵測到能量高於100 GeV的超高能伽馬射線（very-high-energy，VHE），使它成為目前觀測到的最遙遠VHE耀變體，也是最遙遠的VHE活動星系核（AGN）。124

不過，這項紀錄有一個重要限定：OP 313是最遙遠的耀變體／活動星系核VHE來源，並不是所有類型中最遙遠的VHE來源。伽馬射線暴GRB 201216C的距離更遠。238

2023年12月的罕見耀斑

這次觀測始於Fermi-LAT太空望遠鏡發現OP 313的高能活動明顯增強。LST-1約在2023年12月9日至10日開始追蹤，之後由多座設施展開跨波段、協同觀測。12

在12月那次極明亮的耀斑期間，OP 313在100 GeV以上的積分通量約達 0.3 Crab Unit。這裡的「Crab Unit」是伽馬射線天文學常用的相對亮度單位，以蟹狀星雲的輻射作為參考。LST-1首次偵測到OP 313的VHE輻射，位於西班牙拉帕爾馬的MAGIC雙望遠鏡也獨立確認了這項結果。156

研究團隊把LST-1與MAGIC的資料，和Fermi-LAT等設施在較低能量波段取得的觀測結果合併分析。2024年1月，OP 313的活動已減弱；耀斑在大部分被觀測的電磁波段呈現相關變化，但射電輻射相對穩定。1

為什麼這麼遠的伽馬射線難以被看見？

能量高於100 GeV的伽馬射線，很難完整穿越數十億年的宇宙旅程。它們沿途會遇到河外背景光（extragalactic background light，EBL），也就是宇宙歷史中由恆星與星系累積而成的瀰漫性光學與紅外線輻射。147

當高能伽馬射線光子與EBL中的低能光子碰撞時，可能產生電子—正電子對：

[
\gamma + \gamma \rightarrow e^+ + e^-
]

這個過程會消耗原本朝向地球前進的伽馬射線光子。換句話說，從紅移接近1、約80億光年外的OP 313仍能偵測到VHE光子，表示至少有一部分輻射成功穿過了預期會造成吸收的宇宙背景光。這正是它能刷新VHE耀變體距離紀錄的關鍵原因。124

OP 313的伽馬射線從何而來？

對完整電磁頻譜的模型分析較支持輕子模型。在這個情境中，耀變體噴流內以相對論速度運動的電子，會透過逆康普頓散射撞擊周圍的低能光子，將它們提升為高能伽馬射線。1

這些作為「種子」的低能光子，可能來自超大質量黑洞周圍的寬發射線區，或黑洞吸積系統外圍的塵埃環。研究同時探討了雙區域模型，以及在更遠處、由塵埃環提供散射場的單區域替代模型。1

需要區分兩個不同階段：伽馬射線是在黑洞周圍的噴流中產生；EBL造成的吸收則發生在它們離開噴流、穿越星系際空間之後。河外背景光並不是伽馬射線的產生機制，而是影響其長途傳播的「沿途障礙」。

這次偵測對宇宙背景光揭示了什麼？

如果EBL的密度過高，應該會吸收比實際觀測到更多的伽馬射線。因此，OP 313仍能被看見，便可用來限制波長約 0.6微米附近的EBL強度：

• LST-1資料分析得到 λIλ < 8.74 nW m⁻² sr⁻¹；
• MAGIC資料分析得到 λIλ < 14.7 nW m⁻² sr⁻¹，其中包含系統誤差。1

這些數值是上限，並非對EBL精確密度的直接測量。它們代表：沿著這條長達數十億光年的路徑，宇宙中最多可以存在多少瀰漫性光學與近紅外線背景，而不至於把已觀測到的伽馬射線全部吸收掉。14

LST-1的首次科學成果

這次發現也是LST-1的首項科學成果。LST-1是切倫科夫望遠鏡陣列天文台（Cherenkov Telescope Array Observatory，CTAO）大型望遠鏡的原型機，當時仍在進行調試（commissioning）。它較低的能量門檻與較大的有效集光面積，對捕捉這種遙遠、且已被EBL削弱的來源十分關鍵。46

LST-1直徑23公尺，位於CTAO北方台址所在的拉帕爾馬，設計觀測範圍約為 20 GeV至3 TeV。4它在調試期間便偵測到OP 313，實際展示了自己在VHE能段低端尋找遙遠與短暫伽馬射線來源的能力。

CTAO北方台址預計配置四座LST，未來可望提升對這類事件的靈敏度、頻譜分析能力與快速追蹤能力。不過，目前資料並未量化四望遠鏡陣列對類似OP 313耀斑的具體改善幅度。417