11月16日,高海拔宇宙线观测站(LHAASO,拉索)发布两项具有里程碑意义的科学成果──观测发现黑洞为拍电子伏加速器,成为宇宙线膝区新发现的高能组分最佳候选源天体。
业内专家认为,这一发现不仅揭示了宇宙线起源的关键机制,也为理解黑洞系统的极端物理过程开辟了新的途径。
“这是第一次在观测上将“膝”结构与具体类型的天体──黑洞喷流系统关联起来。”中国科学院院士、“拉索”首席科学家曹臻介绍道,得益于拉索的复合型探测器阵列设计,使我们既能够通过超高能伽马射线探测宇宙射线的源天体,也能够对太阳系附近的宇宙线粒子进行精确测量,既从天体源端看到了PeV能量的加速能力,又从宇宙线端看到了这类源所贡献的能谱特征。

“LHAASO这一发现的核心意义在于,它证实了微类星体是效率极高的粒子加速器,能够将粒子加速到1 PeV的能量,从而对银河系宇宙线在“膝”区附近的成分做出了贡献。特别说明了微类星体可能在能量超过PeV的宇宙线中扮演重要角色。”西班牙巴塞罗那大学教授、著名高能天体物理学家何塞普·马里亚·帕雷德斯评价道。
高海拔宇宙线观测站(LHAASO,拉索)位于四川稻城海子山,由中国科学家自主设计、建设并运行。凭借其在伽马天文探测与宇宙线精确测量两方面的高灵敏度,该观测站在高能伽马射线天文和宇宙线物理领域处于领先地位,且持续取得具有全球影响力的突破性成果。

本次的科学成果分别发表于《National Science Review》与《Science Bulletin》,由中国科学院高能物理研究所、南京大学、中国科学技术大学、罗马第一大学等机构完成。
新闻多一点
业内专家视角
美国威斯康星大学麦迪逊分校讲席教授、IceCube项目负责人Francis Halzen (弗朗西斯·哈尔岑)──
此次LHAASO合作组的科学成果,为我们理解银河系宇宙线的起源这个悬而未决的重大谜题带来了根本性的新认识。
观测成果以前所未有的精细度,测量了宇宙线质子的能谱。无论是探测面积还是缪子覆盖度,IceCube都无法达到LHAASO的精度水平。这次测量覆盖了能谱中那个非常关键的能区,也就是所谓的“膝”区,有力地推动了将微类星体视为“膝”区宇宙线可靠加速源的研究。
无论是通过IceCube,还是通过中国正在规划的大型探测项目,我们都将能确认它们作为宇宙线加速器的角色。

西班牙巴塞罗那大学教授、著名高能天体物理学家何塞普·马里亚·帕雷德斯(Josep Maria Paredes)──
LHAASO对北半球的微类星体进行了搜寻,成功探测到了5个伽马射线源,其中四个源的辐射能量远高于100TeV。如此高的探测比例表明,目前发现的这五个系统仅仅是一个更庞大群体的冰山一角,预计在不久的将来,我们会发现更多这样的天体。
LHAASO这一发现的核心意义在于,它证实了微类星体是效率极高的粒子加速器,能够将粒子加速到1 PeV的能量,从而对银河系宇宙线在“膝”区附近的成分做出了贡献。特别是,V4641 Sgr的探测能量高达800 TeV,这使其成为一个“超级拍电子伏加速器”,这说明微类星体同样可能在产生能量超过PeV的宇宙线中扮演重要角色。
LHAASO的成果标志着银河系高能天体物理研究新纪元的开启,它将微类星体确立为重要的拍电子伏宇宙线源,并为了解黑洞核心或喷流中的加速过程提供了无比珍贵的线索。这将帮助我们最终阐明,究竟是何种物理机制在负责加速这些能量极高的粒子。