日前，國科由中國科學院高能物理研究所牽頭的研人員國宇宙源高海拔宇宙線觀測站（LHAASO，“拉索”）國際合作組宣布，際上在天鵝座恒星形成區發現了一個巨型超高能伽馬射線泡狀結構，首次歷史上首次找到能量高于1億億電子伏的認證宇宙線的起源天體。該成果于2月26日以封面文章的線起百姓彩票官網登錄形式在《Science Bulletin》（《科(ke)學通報》）上正(zheng)式發(fa)表。中國(guo)科(ke)學院(yuan)院(yuan)士(shi)、國(guo)科(ke)高(gao)(gao)能物(wu)理研(yan)(yan)究(jiu)所研(yan)(yan)究(jiu)員(yuan)曹臻，研(yan)(yan)人員(yuan)國(guo)宇宙(zhou)源高(gao)(gao)能物(wu)理研(yan)(yan)究(jiu)所的(de)際上博士(shi)研(yan)(yan)究(jiu)生高(gao)(gao)川東、李驄副研(yan)(yan)究(jiu)員(yuan)，首次南(nan)京大學的(de)認證柳若愚研(yan)(yan)究(jiu)員(yuan)，中國(guo)科(ke)學技術大學的(de)線起楊睿智(zhi)教授為論文的(de)共同通訊作者(zhe)。

宇宙線是從外太空來的帶電粒子，其主要成分為質子。研人員國宇宙源1912年，際上奧地利科學家赫斯首次發現宇宙線。此后的100年間，與之相關的探索與研究已經產生了6枚諾貝爾獎牌，但人類卻始終沒有發現宇宙線的百姓神彩票起源。“宇宙(zhou)線(xian)來自哪(na)里，它(ta)們是如何被加速到(dao)如此之高的能量，一直是困擾科學家的問(wen)題。”曹臻說。

2004年，美國(guo)國(guo)家科(ke)(ke)學技術委員會研(yan)(yan)究(jiu)確定了新世(shi)紀科(ke)(ke)學研(yan)(yan)究(jiu)的11個世(shi)紀謎題(ti)，宇宙線起(qi)源及其加速機(ji)制名列其中。

此前，測量發現，快3百姓彩票宇(yu)(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)線的能(neng)(neng)(neng)(neng)譜(pu)（即宇(yu)(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)線數量在(zai)粒子(zi)能(neng)(neng)(neng)(neng)量上的分布）在(zai)1千(qian)萬(wan)(wan)億(yi)電(dian)(dian)子(zi)伏附近呈現(xian)出一(yi)(yi)個拐折結(jie)(jie)構，因其形狀類似膝關節而(er)被稱(cheng)為宇(yu)(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)線能(neng)(neng)(neng)(neng)譜(pu)的“膝”。科(ke)學家們認為，能(neng)(neng)(neng)(neng)量比“膝”低的宇(yu)(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)線起源于銀(yin)河系(xi)內的天(tian)體(ti)，而(er)“膝”的存在(zai)也表明銀(yin)河系(xi)大部分的宇(yu)(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)線源加速質子(zi)的能(neng)(neng)(neng)(neng)量極(ji)限在(zai)1千(qian)萬(wan)(wan)億(yi)電(dian)(dian)子(zi)伏左(zuo)右。然(ran)而(er)，究(jiu)竟何種天(tian)體(ti)能(neng)(neng)(neng)(neng)把宇(yu)(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)線能(neng)(neng)(neng)(neng)量加速到(dao)這么高能(neng)(neng)(neng)(neng)量，形成“膝”的能(neng)(neng)(neng)(neng)譜(pu)結(jie)(jie)構，仍然(ran)是一(yi)(yi)個未(wei)解之謎，也是近年(nian)來宇(yu)(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)線研究(jiu)中最(zui)引人關注的課題之一(yi)(yi)。

拉索此(ci)次在天鵝座恒(heng)星形成區發現的(de)巨型(xing)超(chao)高能伽馬(ma)(ma)射(she)線(xian)(xian)泡(pao)狀結(jie)構(gou)，內有(you)多個能量超(chao)過1千萬(wan)億電(dian)(dian)子(zi)(zi)伏(fu)的(de)光子(zi)(zi)分布其(qi)中，最高達到(dao)2千萬(wan)億電(dian)(dian)子(zi)(zi)伏(fu)。一般來說，產生能量為(wei)2千萬(wan)億電(dian)(dian)子(zi)(zi)伏(fu)的(de)伽馬(ma)(ma)光子(zi)(zi)，需要能量至少高10倍的(de)宇宙(zhou)(zhou)線(xian)(xian)粒子(zi)(zi)。因此(ci)，這(zhe)表明泡(pao)內部存在超(chao)級宇宙(zhou)(zhou)線(xian)(xian)加速器(qi)，源源不斷地產生能量至少達到(dao)2億億電(dian)(dian)子(zi)(zi)伏(fu)的(de)高能宇宙(zhou)(zhou)線(xian)(xian)粒子(zi)(zi)，并注入到(dao)星際(ji)空(kong)間。

曹臻說：“這(zhe)些高(gao)能宇宙(zhou)線與(yu)星(xing)際(ji)空(kong)間中(zhong)的(de)氣體(ti)物質(zhi)發生碰撞產生伽馬光(guang)子，光(guang)子的(de)數目(mu)與(yu)周圍氣體(ti)的(de)分布呈現清(qing)晰的(de)關聯，而位于(yu)泡(pao)中(zhong)心附(fu)近(jin)的(de)大質(zhi)量恒(heng)星(xing)星(xing)團（Cygnus OB2星(xing)協(xie)）則是超(chao)級宇宙(zhou)線加速器最可能的(de)對應天(tian)體(ti)。”

為什(shen)么會(hui)有這樣的(de)判斷？

曹臻(zhen)進一步(bu)解釋(shi)說，星(xing)(xing)(xing)(xing)協是由(you)很多表面(mian)溫度超(chao)過約(yue)3萬(wan)5千度的(de)(de)(de)恒(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)（O型星(xing)(xing)(xing)(xing)）和表面(mian)溫度超(chao)過約(yue)1萬(wan)5千度的(de)(de)(de)恒(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)（B型星(xing)(xing)(xing)(xing)）這(zhe)類年輕(qing)、熾熱的(de)(de)(de)大(da)質量恒(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)組成密集星(xing)(xing)(xing)(xing)團。“這(zhe)些(xie)恒(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)輻射強(qiang)(qiang)度是太陽的(de)(de)(de)百倍(bei)至百萬(wan)倍(bei)，巨(ju)大(da)的(de)(de)(de)輻射壓將恒(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)表面(mian)物質吹出，形成了(le)強(qiang)(qiang)烈(lie)的(de)(de)(de)星(xing)(xing)(xing)(xing)風，速度可達每秒上千公里。星(xing)(xing)(xing)(xing)風與周(zhou)圍星(xing)(xing)(xing)(xing)際介質的(de)(de)(de)碰撞以及(ji)星(xing)(xing)(xing)(xing)風之間的(de)(de)(de)猛(meng)烈(lie)碰撞產生了(le)強(qiang)(qiang)激波(bo)、強(qiang)(qiang)湍流的(de)(de)(de)極端環(huan)境(jing)，成為強(qiang)(qiang)大(da)的(de)(de)(de)粒子加速器。”

科研(yan)團隊表(biao)示(shi)，這是迄(qi)今為止(zhi)人們能夠認證的(de)第一個超級宇宙線(xian)加速源(yuan)，隨(sui)著(zhu)觀測時間的(de)增加，拉索將可能探(tan)測到更多的(de)千萬億電子(zi)伏乃(nai)至(zhi)更高能量宇宙線(xian)的(de)加速源(yuan)，有望解決銀河系宇宙線(xian)起(qi)源(yuan)之謎。

此外(wai)，拉索還根據觀測(ce)推斷出泡內(nei)超級宇宙(zhou)線(xian)加速器使得周邊星(xing)際空間的(de)宇宙(zhou)線(xian)密度顯(xian)著高于銀(yin)河系內(nei)宇宙(zhou)線(xian)的(de)平均水(shui)平。

“其所(suo)影(ying)響的(de)(de)空間范(fan)圍甚至遠超(chao)目前(qian)觀測(ce)到(dao)的(de)(de)氣泡尺(chi)度，為拉索(suo)此(ci)前(qian)探(tan)測(ce)到(dao)的(de)(de)銀河系彌散(san)伽(jia)馬射線(xian)輻(fu)射的(de)(de)超(chao)出提供了一種(zhong)可能(neng)的(de)(de)解(jie)釋(shi)。”曹(cao)臻說。

拉索是以宇宙線觀測(ce)(ce)研(yan)(yan)究(jiu)為核心的(de)(de)(de)國(guo)(guo)家重大科技(ji)基礎設施，位(wei)于(yu)四川(chuan)省(sheng)稻城縣海拔4410米的(de)(de)(de)海子山(shan)，是由5216個(ge)(ge)電(dian)磁粒子探(tan)測(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)和(he)1188個(ge)(ge)繆子探(tan)測(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)組(zu)成(cheng)的(de)(de)(de)一平(ping)方公(gong)里地面簇射粒子探(tan)測(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)陣(zhen)列(lie)、7.8萬平(ping)方米水切(qie)倫科夫(fu)探(tan)測(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)陣(zhen)列(lie)以及(ji)由18臺廣角切(qie)倫科夫(fu)望(wang)遠鏡(jing)組(zu)成(cheng)的(de)(de)(de)復合(he)陣(zhen)列(lie)。拉索于(yu)2021年7月建成(cheng)并開始高質量穩(wen)定運行(xing)，是國(guo)(guo)際上最靈敏的(de)(de)(de)超高能(neng)伽(jia)馬射線探(tan)測(ce)(ce)裝置。設施的(de)(de)(de)運行(xing)由中(zhong)國(guo)(guo)科學(xue)院高能(neng)物(wu)理研(yan)(yan)究(jiu)所承擔(dan)，采用(yong)通用(yong)的(de)(de)(de)國(guo)(guo)際合(he)作(zuo)模(mo)式，實現設施平(ping)臺與(yu)觀測(ce)(ce)數據的(de)(de)(de)開放(fang)共享(xiang)。目前，已有32個(ge)(ge)國(guo)(guo)內外天體(ti)物(wu)理研(yan)(yan)究(jiu)機構(gou)成(cheng)為拉索的(de)(de)(de)國(guo)(guo)際合(he)作(zuo)組(zu)成(cheng)員單位(wei)，成(cheng)員約280人。