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日前，記者從中國科學(xué)院高能物理研究所天府宇宙線研究中心獲悉，位于四川省稻城縣的高海拔宇宙線觀測站“拉索”（LHAASO）在天鵝座恒星形成區(qū)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)巨型超高能伽馬射線泡狀結(jié)構(gòu)，系全球首次發(fā)現(xiàn)的能量高于1兆電子伏的宇宙線起源天體，對破解銀河系宇宙線起源之謎具有重要意義。

宇宙線是一種帶電粒子，在宇宙中以接近光速的速度飛行，它的起源是當(dāng)代天體物理學(xué)最重大的前沿科學(xué)問題之一。拉索此次在天鵝座恒星形成區(qū)發(fā)現(xiàn)的巨型超高能伽馬射線泡狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)有多個(gè)能量超過1千萬億電子伏的光子分布其中，最高的達(dá)到了2千萬億電子伏以上。

“一般來說，產(chǎn)生能量為2千萬億電子伏的伽馬光子，需要能量至少高10倍的宇宙線粒子。這表明拉索此次發(fā)現(xiàn)的泡狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在超級(jí)宇宙線加速器，能夠源源不斷地產(chǎn)生能量至少達(dá)到2兆電子伏的高能宇宙線粒子，并注入到星際空間?！敝袊茖W(xué)院院士、高能物理研究所研究員、天府宇宙線研究中心曹臻介紹，位于泡狀結(jié)構(gòu)中心附近的大質(zhì)量恒星星團(tuán)（Cygnus OB2星協(xié)）是超級(jí)宇宙線加速器最可能的對應(yīng)天體，這也是迄今為止人們能夠認(rèn)證的第一個(gè)兆級(jí)超級(jí)宇宙線加速源。

“2021年，拉索觀測到人類歷史上首個(gè)1.4千萬億電子伏伽馬光子，引起了學(xué)界轟動(dòng)與全球關(guān)注。之后，我們經(jīng)過兩年多的持續(xù)觀測，再次在天鵝座發(fā)現(xiàn)了8個(gè)千萬億電子伏級(jí)別的超高能光子集中分布，是一個(gè)非常了不起的現(xiàn)象。”曹臻介紹，根據(jù)拉索的觀測圖像可以測算，本次發(fā)現(xiàn)的泡狀結(jié)構(gòu)大小約為太陽系的1000倍。曹臻認(rèn)為，隨著觀測時(shí)間的增加，拉索還可能探測到更多的千萬億電子伏乃至更高能量宇宙線的加速源，有望解決銀河系宇宙線起源之謎。

此外，拉索還根據(jù)觀測數(shù)據(jù)，推斷出天鵝座泡狀結(jié)構(gòu)內(nèi)的超級(jí)宇宙線加速器使得周邊星際空間的宇宙線密度顯著高于銀河系內(nèi)宇宙線的平均水平，其所影響的空間范圍甚至遠(yuǎn)超目前觀測到的氣泡尺度，為拉索此前探測到的銀河系彌散伽馬射線輻射的超出提供了一種可能的解釋。

該成果于2月26日以封面文章的形式在《Science Bulletin》上正式發(fā)表。

（責(zé)任編輯 姜丹）