宇宙线首次找到能量高于1亿亿电子伏的起源天体

【金色港湾资讯网为您推荐阅读】

该成果由中国科学院高能物理研究所牵头的“Raso”国际合作团队完成，并于2月26日以封面文章发表在学术期刊《 》上。

中国科学院院士、中国科学院高能物理研究所研究员曹震是该论文的通讯作者之一。 他认为，宇宙射线是来自外太空的带电粒子，其主要成分是质子。 人们普遍认为，银河系中大多数宇宙射线源加速质子的能量极限约为 1 万亿电子伏。 然而，宇宙射线从何而来？ 什么样的天体可以将其加速到如此高的能量？ 关于这些问题有很多理论推测，但没有可靠的观察结果。

“套索”这次在天鹅座恒星形成区域发现了一个巨大的“气泡”——巨大的超高能伽马射线气泡结构。 其中分布着多个能量超过千万亿电子伏的光子。 最高可达2万亿电子伏特。 一般来说，产生2万亿电子伏特能量的伽马光子需要能量至少高10倍的宇宙射线粒子。 “这表明‘气泡’内部存在一个超级宇宙线加速器，能够连续产生至少2个数十亿电子伏特的高能宇宙线粒子注入星际空间。” 文章共同通讯作者、中国科学技术大学教授杨瑞智解释道：“这些高能宇宙射线与星际空间中的气态物质碰撞，产生伽马光子。光子的数量显然与与周围气体的分布有关，它位于‘气泡中心附近的大质量星团，是超级宇宙射线加速器最有可能对应的天体。”

在这个大“气泡”中，有许多表面温度达到数万度的恒星。 它们的辐射强度是太阳的一百到一百万倍。 巨大的辐射压力将恒星表面的物质吹出，形成速度高达每秒数千公里的强烈星风。 星风与周围星际介质的碰撞，星风之间的剧烈碰撞，产生强烈冲击波和强烈湍流的极端环境，成为强大的粒子加速器。

曹震介绍，研究团队还根据观测推断，“气泡”内的超级宇宙线加速器使得周围星际空间的宇宙线密度明显高于银河系宇宙线的平均水平，并且其受影响的空间范围甚至远远超出了目前观测到的“泡沫”规模。 “这一结果也为套索之前检测到的银河系中过量的漫射伽马射线辐射提供了可能的解释。”

“拉索”是世界上最灵敏的超高能伽马射线探测装置，也是最强的地面宇宙射线“捕手”。 随着数据的积累，有望揭开更多宇宙射线之谜。 曹震表示：“这是迄今为止人们能够验证的第一个超级宇宙线加速源。未来，‘拉索’号可能探测到更多千万亿电子伏甚至更高能量的宇宙线加速源，有望揭开神秘面纱。”银河系宇宙射线起源之谜。”