“拉索”确认首个超级宇宙线起源天体（科技自立自强）

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　　宇宙线是来自宇宙空间的高能粒子，携带着宇宙起源、天体演化等方面的重要科学信息，研究宇宙线及其起源是人类探索宇宙的重要途径。我国高海拔宇宙线观测站“拉索”正是瞄准这一重大科学难题建立的。日前，由中国科学院高能物理研究所牵头的“拉索”国际合作组宣布，首次找到能量高于1亿亿电子伏特的宇宙线的起源天体。

　　日前，由中国科学院高能物理研究所牵头的高海拔宇宙线观测站“拉索”国际合作组宣布，在银河系北部天区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，历史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。

　　这是迄今为止人们能够确认的第一个超级宇宙线源。该成果于北京时间2月26日以封面文章的形式在《科学通报》上正式发表。

　　发现一个巨型超高能伽马射线泡状结构

　　宇宙线是来自宇宙空间的高能粒子，主要由质子和多种元素的原子核组成，并包括少量电子和光子以及中微子，时刻存在于我们的星球之上。

　　1912年，奥地利科学家赫斯首次发现宇宙线。此后的100年间，与之相关的探索与研究已经产生了多个诺贝尔奖，但人类却始终没有发现宇宙线的起源。2004年，美国国家科学技术委员会研究确定了新世纪科学研究的11个世纪谜题，宇宙线起源及其加速机制名列其中。

　　“宇宙线来自哪里，它们是如何被加速到如此之高的能量，一直是困扰科学家的问题。”中国科学院院士、高能物理研究所研究员曹臻说。

　　宇宙线来自哪里为何这么难以判断？捕捉高能宇宙线极其不易，要根据获得的这些少之又少的宇宙线粒子样本确定它们来自何方，更是难上加难。因为宇宙线多为带电粒子，会在传播过程中被宇宙中无处不在的星际磁场所偏转，等到达地球时早已失去了原初的方向信息，所以无法反推它源自何方。

　　“先前的研究表明，超新星爆发、黑洞爆发、巨大星系之间的碰撞等，都可能是我们要找的来源。到底谁才是真正的来源，还需要继续寻找证据。‘拉索’正是瞄准这一重大科学难题建立的。”曹臻说。

　　2020年，“拉索”找到了12颗超高能伽马光子，有2颗来自位于银河系北部天区最亮的天鹅座。其中，能量最高的一颗也在天鹅座，高达1.4千万亿电子伏特。此后，“拉索”又陆续在天鹅座里找到了另外7颗超高能光子，能量最高的一颗达到2千万亿电子伏特。

　　获得了足够多的超高能光子数据后，研究团队在天鹅座恒星形成区看到了一个巨型超高能伽马射线泡状结构。

　　“这个泡状结构距我们约5000光年，尺度超过1000万个太阳系，里面可以清楚地看到有多个能量超过1千万亿电子伏特的光子均匀分布其中，最高达到2千万亿电子伏特。”曹臻指着泡状结构示意图上的亮斑密集区域，“而且，这些代表超高能光子的亮斑清晰地分布在星际空间中气体物质密集的地方。”

　　合作组科研人员推断：“这里就是宇宙线诞生的地方，而且是超级宇宙线加速源，宇宙线能量可高达1亿亿电子伏特以上。”

　　“拉索”的三大阵列互相配合，对宇宙线特征、起源等进行精密分析

　　此次“拉索”在银河系天鹅座区域内发现的巨型超高能伽马射线泡状结构，内有多个能量超过1千万亿电子伏特的光子。