來自外太空的神秘“信使”——宇宙線,長久以來吸引著科學家們的目光。這些主要由各種原子核構成的帶電粒子,攜帶著宇宙大事件的重要信息,然而其高能、超高能的起源,一直是科學界尚未解開的謎題。
在宇宙線的能譜上,存在一個顯著的轉折點,大約在3千萬億電子伏處,宇宙線的數量會驟然減少,這個形似人膝蓋的拐點被稱作“膝”。過去,科學家們普遍認為,宇宙線可能源自超新星遺跡,即大質量恒星爆炸后的殘骸。但觀測和理論都表明,這些遺跡很難將粒子加速到“膝”及以上的高能量。
那么,如何探尋宇宙線的真正起源呢?由于宇宙線粒子帶電,在傳播過程中會受到磁場的影響而改變方向,因此無法直接通過其行跡找到起源天體。不過,當宇宙線與星際物質發生碰撞時,會產生高能伽馬射線,這些射線不帶電,可以在太空中保持直線飛行。科學家們形象地將這些高能伽馬射線比作宇宙線在銀河系內留下的“足跡”,通過它們,可以反推出宇宙線的加速源位置,為尋找起源天體提供重要線索。
我國的高海拔宇宙線觀測站“拉索”(LHAASO),正是探尋宇宙線起源的利器。近日,“拉索”發布了一項重大科學成果,為解開宇宙線起源之謎提供了新的關鍵證據。
此次研究由中國科學院高能物理研究所領銜的國際團隊完成,相關成果已在國際知名學術期刊上發表。研究指出,由黑洞與伴星相互作用形成的微類星體,是強大的“粒子加速器”,能夠將宇宙線加速至“膝”及以上的高能量。
微類星體是宇宙中的一種特殊系統,處于雙星系統中的黑洞,以其強大的引力不斷吞噬伴星的物質。在這個過程中,部分物質會以噴流的形式被噴射出來,形成有吸積也有噴流的獨特結構。此次研究中,“拉索”首次捕捉到了來自五個微類星體的超高能伽馬射線信號。結合“拉索”精確測量出的宇宙線能譜,研究人員發現,產生這些伽馬射線的粒子能量正處于宇宙線能譜的“膝”區。
作為以宇宙線觀測研究為核心目標的國家重大科技基礎設施,“拉索”正持續為科學界帶來具有全球影響力的突破性成果,不斷拓展著人類對宇宙的認知邊界。











