“拉索”里程碑式发现!首次找到“超级宇宙线加速器” | 科技最前线


科技新突破!“拉索”揭示超级宇宙线加速器的秘密</

中国自主研发的大型科学装置——拉索(LHAASO)在天鹅座恒星形成区取得了一项历史性的发现:首次找到了能量超过1亿亿电子伏(1 EeV)的宇宙线源头,这一成果于2月26日在《科学通报》(Science Bulletin)上发布,标志着人类在探索宇宙线起源的道路上迈出了关键一步。


一直以来,宇宙线——这些以接近光速在星际空间穿梭的带电粒子,其来源一直是科学家们寻找的神秘之地。它们在恒星形成和星际化学过程中发挥着至关重要的作用,是连接微观粒子与宏观宇宙的桥梁,也是粒子天体物理学新兴交叉学科的重要研究领域。


揭秘难寻的宇宙线之谜</

宇宙线的“行踪”隐藏在星际磁场的迷宫中,它们的来路往往难以捉摸。为了解开这个谜团,科学家们采用间接方法:通过观测宇宙线与星际介质相互作用产生的次级粒子,如伽马射线和中微子。这些不带电的粒子不会受磁场影响,能够指向宇宙线的加速源头。


拉索正是凭借这一策略,在天鹅座恒星形成区发现了一个巨大的超高能伽马射线泡状结构,其直径竟达1000光年。其中,研究人员观察到了超过1千万亿电子伏(1 PeV)的伽马射线光子,最高能量甚至达到了2千万亿电子伏,这超出了之前理论模型的预测范围。


“超级加速器”揭示新领域</

这一新发现揭示了泡内部存在一个“超级宇宙线加速器”,它源源不断地将粒子加速至至少2亿亿电子伏的能量。而天鹅座OB2(Cyg OB2),这个泡中心的年轻星团,被确认为首个能将宇宙线加速到“膝”区(宇宙线能谱拐点)能量以上的天体,挑战了银河系内天体能量上限的传统认知。


寻找宇宙线加速的秘密</

科学家们通过分析伽马射线的空间分布,锁定天鹅座OB2区域作为可能的加速源。那里的数十颗大质量恒星以其超强的辐射和产生的星风,充当了天然的粒子加速器,将宇宙线提升到惊人的能量层级。


未来,随着拉索的持续观测,有望揭示更多这样的超级加速器,逐步揭开银河系宇宙线起源的神秘面纱,为人类的宇宙探索写下新的篇章。


此一里程碑式发现的突破,离不开LHAASO国际合作组成员,中国科学技术大学教授杨睿智的贡献。这一科研成果来自中国科学院高能物理研究所,标志着中国在宇宙线研究领域取得了国际领先的成就。




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