科学发现核心观点 - 高海拔宇宙线观测站“拉索”发布新科学成果 表明由黑洞与伴星相互作用形成的微类星体是强大的粒子加速器 可将宇宙线加速至“膝”及以上的高能量 为揭示黑洞在宇宙线起源中的作用提供重要观测证据[1] - “拉索”首次捕捉到来自五个微类星体的超高能伽马射线信号 结合精确测量出的宇宙线能谱 研究人员发现产生这些伽马射线的粒子能量正处于宇宙线能谱的“膝”区[6] - 此次发现破解了困扰学界多年的宇宙线“膝”形成之谜 第一次在观测上将“膝”结构与具体类型的天体——黑洞喷流系统关联起来 为理解宇宙的极端物理过程开辟新途径[6] 宇宙线背景与挑战 - 宇宙线是来自外太空的带电粒子 主要成分为各种原子核 被称为传递宇宙大事件的“信使” 但其起源尤其是高能、超高能宇宙线的起源是待解之谜[4] - 宇宙线能谱上有一个关键转折点大约在3千万亿电子伏处 宇宙线数量会突然急剧减少 这个拐点因形状酷似膝盖被称为“膝”[4] - 由于宇宙线粒子带电 在传播过程中受磁场影响而“拐弯” 无法直接根据粒子行迹找到其起源天体[5] “拉索”观测方法与原理 - 当宇宙线与星际物质碰撞时 会产生不带电的高能伽马射线 可在太空中保持“直线飞行”[5] - 高能伽马射线像宇宙线留下的“足迹” 通过它们可以反推出宇宙线加速源位置 为寻找宇宙线起源天体提供重要依据[5] - 微类星体是处于双星系统中的黑洞 凭借强大引力吞噬伴星物质 部分物质以喷流形式被喷射出来[6] 研究成果与行业意义 - 研究表明银河系里存在多种粒子加速器 微类星体具有明显高于超新星遗迹的加速极限 能达到“膝”的能量门槛 成为高能宇宙线的新来源[6] - 此次研究由中国科学院高能物理研究所牵头的国际研究团队完成 相关论文成果在国际学术期刊《国家科学评论》和《科学通报》上发表[1] - “拉索”作为以宇宙线观测研究为核心目标的国家重大科技基础设施 持续带来具有全球影响力的突破性成果[7]