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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(cè)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(duì)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(duì)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(cè)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(cè)，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?！辈苷榻榻B，根據(jù)拉索的觀測(cè)圖像可以測(cè)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(cè)時(shí)間的增加，拉索還可能探測(cè)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(cè)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(cè)到的氣泡尺度，為拉索此前探測(cè)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）