探索宇宙新纪元:“拉索”捕获银河系超级加速器,颠覆现有物理认知
News2026-05-09

探索宇宙新纪元:“拉索”捕获银河系超级加速器,颠覆现有物理认知

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5月7日,一则源自天府宇宙线研究中心的消息在天文物理界激起波澜。被誉为“拉索”的中国高海拔宇宙线观测站,实现了一项观测领域的里程碑式突破——首次清晰捕捉到来自银河系内伽马射线双星LSI+61303的超高能伽马射线信号。这一信号的能级高达100万亿电子伏特以上,不仅成功将人类对这类天体的认知边界推向前所未有的高能领域,更对现有的粒子加速理论提出了根本性的挑战。这项由中国科学院高能物理研究所主导、多单位协同完成的研究成果,无疑为揭开宇宙高能粒子的起源之谜投下了一束强光。

破解“世纪谜题”的关键钥匙

来自深邃太空的宇宙线,其源头一直是困扰科学界超过一个世纪的重大谜题。要解开这个谜团,关键在于找到能将粒子加速到拍电子伏特(即1000万亿电子伏特)量级的极端天体,学术上称之为“PeVatron”。由大质量恒星与致密星(如中子星或黑洞)构成的伽马射线双星系统,由于其极端的物理环境,被视为探究此类过程的理想“天然实验室”和潜在的宇宙线来源。然而,在甚高能波段,已被人类观测证实的此类双星系统屈指可数。以LSI+61303为例,在此次突破之前,人类探测到它释放的最高能量伽马射线仅停留在约10万亿电子伏特,更高能段是否存在辐射完全是一个未知数。

“拉索”的卓越性能展现

此次研究的成功,高度依赖于“拉索”探测器系统无与伦比的超高灵敏度和其覆盖的宽广能段。研究团队凭借这一利器,不仅首次将LSI+61303的观测能谱成功拓展至200万亿电子伏特,确凿无疑地认证了它作为超高能伽马射线双星的身份,还揭示了一个更为复杂的动态现象。观测数据显示,该双星系统的辐射强度并非恒定不变,而是随着其大约26.5天的轨道周期呈现规律性变化。尤为关键的是,这种“轨道调制”现象在不同能量波段展现出明显的差异,这直接暴露了双星系统内部异常复杂的能量释放与粒子加速机制,为理论模型提供了全新的、具有挑战性的观测数据。这正像一场顶级赛事,需要精密而强大的观测设备,才能捕捉到宇宙天体间瞬息万变的“竞技”细节。

新发现对传统理论的冲击

这一发现最令人兴奋也最富争议的部分,在于其对现有主流加速模型的强烈冲击。在LSI+61303这样的双星系统中,当致密星运行至靠近其大质量伴星的轨道位置时,尽管周围充斥着可产生光子的高密度环境,但强劲的磁场环境会令高能电子通过“同步辐射”过程迅速损失能量。因此,传统的电子加速模型很难在如此狭小且磁场极强的环境中,将电子加速到100万亿电子伏特以上的超高能量。然而,“拉索”记录到的光子信号清晰无误地跨越了这一能级门槛。这一事实强烈暗示,在双星轨道的特定阶段,可能存在以质子为代表的高能强子,它们克服了重重阻力,猛烈撞击周围稠密的恒星风物质,进而产生了探测到的这些超高能伽马射线。这为理解极端天体环境下的粒子加速机制开辟了一条全新的思考路径。

此次“拉索”观测站的重大发现,意义远不止于认证了一个新的超高能天体源。它为LSI+61303等伽马射线双星系统作为潜在“PeVatron”候选者提供了强有力的观测证据,为构建极端物理条件下的粒子加速与辐射模型注入了关键的约束条件,同时也为未来结合中微子、引力波等多种信使的“多信使天文学”研究标定了一个充满潜力的新坐标。每一次对宇宙极端的探索,都像是在绘制一张更为完整的宇宙地图,而“拉索”这次贡献的坐标,无疑将引导全球天文学界将望远镜和探测器对准新的方向。对于全球的科研团队与天文爱好者而言,这无疑是令人振奋的突破,它将激励更多力量汇聚其中。在探索宇宙奥秘的伟大征程上,每一次重大的科学发现,都如同一次盛大的球迷群英汇聚,吸引着全世界的目光聚焦于那片深邃的星空。