國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施“高海拔宇宙線觀測站”17日發(fā)布了最新研究成果：首次在銀河系內(nèi)發(fā)現(xiàn)大量超高能宇宙線加速器，為超高能宇宙線來源劃定目標(biāo)；同時，也記錄到能量達(dá)1.4拍電子伏的伽馬光子（拍=千萬億）。這是人類觀測到的最高能量光子，突破了人類對銀河系粒子加速的傳統(tǒng)認(rèn)知，開啟了“超高能伽馬天文學(xué)”的時代。
這一研究工作由中國科學(xué)院高能物理研究所牽頭的高海拔宇宙線觀測站國際合作組完成，成果發(fā)表在17日出版的國際學(xué)術(shù)期刊《自然》上。
高能宇宙線，特別是能量高達(dá)拍電子伏的超高能宇宙線的來源，一直是個謎。一個月前，中日科學(xué)家在中國西藏羊八井聯(lián)合進(jìn)行的西藏ASγ實驗觀測到接近1拍的超高能伽馬射線，首次確認(rèn)其很可能來自于銀河系。但這個源頭是“彌散”的，無法指向確切的天體。
高海拔宇宙線觀測站的發(fā)現(xiàn)，讓高能宇宙線的源頭變得更加清晰。中國科學(xué)院高能物理研究所研究員、高海拔宇宙線觀測站首席科學(xué)家曹臻介紹：“我們探測到了迄今為止最高能量的光子，來自天鵝座內(nèi)非常活躍的恒星形成區(qū)，能量達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的1.4拍電子伏特；還發(fā)現(xiàn)了12個穩(wěn)定伽馬射線源，光子能量一直延伸到1拍電子伏附近。這是位于高海拔宇宙線觀測站視場內(nèi)最明亮的一批銀河系伽馬射線源，表明銀河系內(nèi)遍布拍電子伏加速器，突破了當(dāng)前流行的理論模型所預(yù)言的銀河系宇宙線加速拍電子伏特能量極限，也向著解決宇宙線起源這一科學(xué)難題邁出了至關(guān)重要的一步?！?/p>
高海拔宇宙線觀測站作為羊八井實驗的“升級版”，是我國第三代高山宇宙線實驗站。它位于四川省稻城縣海拔4410米的海子山，占地面積約1.36平方公里，由5195個電磁粒子探測器和1188個繆子探測器組成的一平方公里地面簇射粒子陣列、78000平方米水切倫科夫探測器、18臺廣角切倫科夫望遠(yuǎn)鏡交錯排布組成，形成復(fù)合觀測陣列，目前還在建設(shè)中。
邊建設(shè)邊產(chǎn)出科研成果的高海拔宇宙線觀測站正在開啟“超高能伽馬天文學(xué)”時代。曹臻說：“可以預(yù)見這一最高能量的天文學(xué)研究將給我們展現(xiàn)一個充滿新奇現(xiàn)象的未知的‘超高能宇宙’，為探索宇宙極端天體物理現(xiàn)象提供豐富的數(shù)據(jù)?！?/p>
（原載于《光明日報》 2021-05-18 01版）
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