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新華鮮報丨首次發現高能宇宙線新來源！“拉索”成果又上新

2025-11-16 15:21 新華社 責任編輯：吳靜

接收“天外來信”，我國高海拔宇宙線觀測站“拉索”（LHAASO）又有新發現！

11月16日，“拉索”發布最新科學成果，表明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”，可將宇宙線加速至“膝”及以上的高能量，為揭示黑洞在宇宙線起源中的作用提供重要觀測證據。

此次研究由中國科學院高能物理研究所牽頭的國際研究團隊完成，相關論文成果在國際學術期刊《國家科學評論》（英文版）和《科學通報》（英文版）上發表。

什么是宇宙線？

宇宙線是來自外太空的帶電粒子，主要成分為各種原子核，被稱為傳遞宇宙大事件的“信使”。但宇宙線尤其是高能、超高能宇宙線的起源一直是待解之謎。

在宇宙線的能譜（宇宙線數量在粒子能量上的分布）上，有一個關鍵轉折點，大約在3千萬億電子伏處，宇宙線的數量會突然急劇減少。這個拐點因為形狀酷似人的膝蓋，被形象地稱為“膝”。

“拉索”首席科學家、中國科學院高能物理所曹臻院士介紹，以前科學家們主要認為，宇宙線來自超新星遺跡，也就是大質量恒星爆炸后的殘骸。但是觀測和理論都顯示，它們很難把粒子加速到“膝”及以上的高能量。

如何探尋宇宙線？

由于宇宙線粒子帶電，在傳播過程中會受磁場影響而“拐彎”，所以無法直接根據宇宙線粒子行跡找到其起源天體。不過，當宇宙線與星際物質發生碰撞時，所產生的高能伽馬射線卻是不帶電的，可以在太空中保持“直線飛行”。

“這些高能伽馬射線就像宇宙線在銀河系內留下的一串串‘足跡’，通過它們，科學家可以反推出宇宙線的加速源位置，為尋找宇宙線起源天體提供重要依據。”曹臻說。

“拉索”做了什么？

“拉索”此次的發現直接指向了一類宇宙中的特殊系統——微類星體。處于雙星系統中的黑洞，憑借其強大的引力不斷吞噬伴星的物質，在這個過程中，部分物質會以噴流形式被噴射出來，這種有吸積也有噴流的黑洞就是微類星體。

此次研究中，“拉索”首次捕捉到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。

“這表明，銀河系里存在多種‘粒子加速器’。微類星體具有明顯高于超新星遺跡的加速極限，能達到‘膝’的能量門檻，成為高能宇宙線的新來源。”曹臻說。

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”此次新發現，不僅破解了困擾學界多年的宇宙線“膝”形成之謎，更是第一次在觀測上將“膝”結構與具體類型的天體——黑洞噴流系統關聯起來，為理解宇宙的極端物理過程開辟了一條新的途徑。

深度參與科學事業，拓展人類認知邊界，“拉索”正持續帶來具有全球影響力的突破性成果。


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