中新網(wǎng)成都5月7日電 (記者 劉忠俊)記者7日從天府宇宙線研究中心獲悉，位于四川稻城縣的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施高海拔宇宙線觀測站(LHAASO，簡稱“拉索”)，在探索極端宇宙方面取得重大突破，科研團(tuán)隊(duì)首次探測到來自銀河系內(nèi)伽馬射線雙星LSI+61303的超高能(>100TeV，即100萬億電子伏特)伽馬射線信號。這一發(fā)現(xiàn)不僅將該類天體觀測推向更高能段，更對現(xiàn)有粒子加速理論形成挑戰(zhàn)。該研究由中國科學(xué)院高能物理研究所牽頭，上海天文臺等單位共同參與完成。

　　宇宙線是來自外太空的高能粒子，其起源被稱為“世紀(jì)謎題”。而尋找能將粒子加速到拍電子伏特(PeV，1000萬億電子伏特)級別的極端天體(PeVatron)，是破解這一謎題的關(guān)鍵。由一顆大質(zhì)量恒星和一顆致密星(如中子星或恒星級黑洞)組成的“伽馬射線雙星”，既是探究極端物理過程的天然實(shí)驗(yàn)室，也是潛在的宇宙線加速源。但在甚高能段(>0.1TeV)，已知雙星系統(tǒng)十分有限。作為經(jīng)典伽馬射線雙星，LSI+61303此前觀測的最高能量僅約10 TeV，更高能段是否存在輻射一直是未解之謎。

　　研究團(tuán)隊(duì)充分利用“拉索”超高靈敏度和寬能段覆蓋的優(yōu)勢，首次將LSI+61303的觀測能譜推至200TeV，明確認(rèn)證其為超高能伽馬射線雙星。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)的輻射流強(qiáng)會隨其約26.5天的軌道周期變化，且這種“軌道調(diào)制”特征具有明顯能量依賴性，這一現(xiàn)象也揭示了雙星系統(tǒng)內(nèi)部復(fù)雜的物理過程。

　　當(dāng)致密星靠近伴星時(shí)，即便周圍存在大量可碰撞光子，強(qiáng)磁場也會使高能電子通過同步輻射迅速損失能量。這意味著，傳統(tǒng)加速模型在這種狹小且強(qiáng)磁場的環(huán)境中，難以將電子加速到超高能段。而團(tuán)隊(duì)探測到的>100TeV光子表明，在系統(tǒng)軌道特定階段，高能質(zhì)子(強(qiáng)子)可能克服多重阻礙，撞擊周圍致密的恒星風(fēng)物質(zhì)，從而產(chǎn)生這些超高能伽馬射線。

　　“拉索”的這一發(fā)現(xiàn)，為LSI+61303這類系統(tǒng)作為潛在PeVatron提供了關(guān)鍵證據(jù)，也為極端物理環(huán)境下的粒子加速和輻射模型提供了新的觀測約束，同時(shí)為未來多信使天文學(xué)研究指明了新方向。(完)