超1亿亿电子伏特宇宙线起源天体找到

2月26日，《科学通报》以封面文章的形式正式发表了一项关于高能宇宙线起源的重要成果。利用“拉索”的观测数据，我国科研人员在天鹅座恒星形成区发现了一个巨型超高能伽马射线泡状结构，在国际上首次找到能量高于1亿亿电子伏特的宇宙线的起源天体。

研究宇宙线及其起源是探索宇宙的重要途径。然而，自1912年发现宇宙射线以来，人类却始终没有找到高能宇宙线的起源。“这是一个世纪谜题。2004年，美国国家科学技术委员会将其列为21世纪11个最前沿的科学问题之一。”论文共同通讯作者、中国科学院高能物理研究所曹臻院士说。

宇宙线在其源头被加速后，可能与附近的物质发生碰撞，产生能量约为母体宇宙线能量十分之一的伽马光子。由于伽马光子不带电荷，沿直线传播，因此观测到的伽马光子所来的方向就是该天体源方向，科学家可以借此寻找宇宙线的起源位置。

科学家测量发现，宇宙线的能谱在1000万亿电子伏附近会出现一个拐折结构。这个拐折结构因形状类似膝关节，被称为宇宙线能谱的“膝”。科学家们认为，能量比“膝”低的宇宙线起源于银河系内的天体；而“膝”的存在也表明，银河系大部分的宇宙线源加速质子的能量极限在1000万亿电子伏左右。

此次，“拉索”在天鹅座恒星形成区发现的巨型超高能伽马射线泡状结构内，就有多个能量超过1000万亿电子伏的伽马光子分布其中，能量最高达到2000万亿电子伏。这是迄今人们能够认证的第一个高能宇宙线加速源。随着观测时间的增加，“拉索”将可能探测到更多的千万亿电子伏特乃至更高能量宇宙线的加速源，有望解决银河系宇宙线起源之谜。

（科技）