南都讯 记者吕虹 发自北京 16日上午股查查，南都记者从中国科学院高能物理研究所获悉，高海拔宇宙线观测站“拉索”（LHAASO）经过5年持续追踪，首次探测到五个微类星体的超高能伽马射线，并首次发现了超出预期的高能组分能谱结构，揭开了高能宇宙线“膝区”身世谜团的冰山一角。
处于双星系统中的黑洞在吸积伴星物质时可产生相对论性喷流，形成“微类星体”。它们不断吞噬自己伴星的物质，并向周围“吐”出大量高能粒子。拉索观测显示，这些吞噬伴星的黑洞，正是银河系内非常重要的一类PeV粒子加速器，其中质子能被加速至拍电子伏（PeV）能段；而与之相对应的是宇宙线质子能谱“膝区”显现超出预期的高能组分，黑洞正是其最可能的候选源天体。
这两项具有里程碑意义的成果分别发表在《国家科学评论》（英文版）与《科学通报》（英文版）上。“拉索”首席科学家、中国科学院高能所曹臻院士表示，这一发现不仅揭示了宇宙线起源的关键机制，也为理解黑洞系统的极端物理过程开辟了一条新途径。
广阔宇宙中，穿梭着无数以近光速飞行的微观粒子股查查，被称为宇宙线。南都记者在发布会现场股查查获悉，宇宙线能量分布图上有一个关键转折点，由于形状酷似人的膝盖，被科学界称为“膝”区。超过3拍电子伏特(PeV)能量后，能量更高的宇宙线数量急剧减少。
近70年前发现“膝”以来，一直未弄清其成因，只是被猜测为加速源天体加速能力极限所致，呈现为宇宙线能谱从一个简单的“幂律谱”转换为另一个简单的幂律谱。
“通常我们认为，银河系内产生的宇宙线在‘膝’的位置逐渐消失。也就是说，能量更高的宇宙线应当来自银河系外。”拉索项目首席科学家、中国科学院院士曹臻解释，要回答银河系内宇宙线的起源，就要解开“膝”的谜团，找到宇宙中粒子加速器能量的极限。
而拉索的复合型探测器阵列设计股查查，令研究者既能通过超高能伽马射线探测宇宙射线的源天体，也能够对太阳系附近的宇宙线粒子进行精确测量；既从天体源端看到了PeV能量的加速能力，又从宇宙线端看到了这类源所贡献的能谱特征。这是第一次在观测上将“膝”结构与具体类型的天体——黑洞喷流系统关联起来。
曹臻介绍，经测量后，他们确定这些天体的粒子加速能力，能够产生能量突破“膝”区的高能宇宙线。其中，其中，SS 433的加速总能量最大，其总功率高达约每秒10的32次方焦耳，相当于每秒释放400万亿颗人造最强炸弹——“沙皇”氢弹的能量。而另一个微类星体V4641 Sgr加速的伽马射线能量达到0.8PeV，即产生这些宇宙线的父辈粒子能量可达10PeV。
得益于“拉索”对高能宇宙线的精确测量本领，团队成功实现了大统计量、高纯度质子样本的精确甄别，以干净、漂亮的数据，突破性地完成了对“膝”区质子能谱的精确刻画。拉索观测到的质子能谱复杂结构表明，PeV能段的宇宙线质子主要来自微类星体这类“新源”，它们具有明显高于超新星遗迹的加速极限，能够产生超过“膝”的高能宇宙线。
这一突破性的测量揭示了完全超出预期的能谱结构，清晰展现出一个新的“高能组分”而非简单的幂律转换。
这也解决了困扰科学家多年的一个难题：银河系内公认的宇宙线源是超新星遗迹，但观测和理论都发现它们无力将宇宙线加速到宇宙线“膝”及以上的高能量。
曹臻表示，拉索的新结果与AMS-02测得的低能组分、“悟空号”测得的中能组分一起，揭示了银河系内存在多种类的加速源，每一类有各自独特的加速能力和能量范围，而“膝”的产生正是它们各自加速极限的表现。
两项成果相互印证，构建起一个完整的科学图景。这不仅为解决困扰学界近70年的“膝区成因”难题迈出关键一步，也为理解黑洞在宇宙线起源中的作用提供了重要的观测证据。
发布会现场，美国威斯康星大学麦迪逊分校讲席教授、IceCube项目负责人弗朗西斯·哈尔岑发来视频评价称，这为人类理解“银河系宇宙线的起源”这个悬而未决的重大谜题，带来了根本性的新认识。西班牙巴塞罗那大学教授、著名高能天体物理学家何塞普·马里亚·帕雷德斯则表示，目前的发现“仅仅是一个更庞大群体的冰山一角”，将来还会有更多发现。
益通网提示：文章来自网络，不代表本站观点。
- 上一篇：中期国际 社会组织好声音 | 上海市虹口区举办社会组织风采展示活动
- 下一篇：没有了
相关文章
沪深京行情 实时轮播
推荐资讯