從中科院高能所獲悉，國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施“高海拔宇宙線觀測站(LHAASO)”在銀河系內(nèi)發(fā)現(xiàn)大量超高能宇宙加速器，并記錄到最高 1.4 拍電子伏伽馬光子(拍 = 千萬億)，這是人類觀測到的最高能量光子，改變了人類對銀河系的傳統(tǒng)認知，開啟“超高能伽馬天文學”時代。
IT之家了解到，這些發(fā)現(xiàn)于 2021 年 5 月 17 日發(fā)表在《Nature》(《自然》)。該研究工作由中國科學院高能物理研究所牽頭的 LHAASO 國際合作組完成。
據(jù)介紹，高海拔宇宙線觀測站尚在建設(shè)中，這次報道的成果是基于已經(jīng)建成的 1/2 規(guī)模探測裝置，在 2020 年內(nèi) 11 個月的觀測數(shù)據(jù)?？茖W家發(fā)現(xiàn)最高能量的光子來自天鵝座內(nèi)非?；钴S的恒星形成區(qū)，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 LHAASO 視場內(nèi)最明亮的一批銀河系伽馬射線源，測到的伽馬光子信號高于背景 7 倍標準偏差以上，源的位置測量精度優(yōu)于 0.3°。雖然這次使用的數(shù)據(jù)還很有限，但所有能被 LHAASO 觀測到的源，它們都具有 0.1 拍電子伏以上的伽馬輻射，也叫“超高能伽馬輻射”。這表明銀河系內(nèi)遍布拍電子伏加速器，而人類在地球上建造的最大加速器(歐洲核子研究中心的 LHC)只能將粒子加速到 0.01 拍電子伏。銀河系內(nèi)的宇宙線加速器存在能量極限是個“常識”，過去預(yù)言的極限就在拍電子伏附近，從而預(yù)言的伽馬射線能譜在 0.1 拍電子伏附近會有“截斷”現(xiàn)象，LHAASO 的結(jié)果完全突破了這個“極限”。這些發(fā)現(xiàn)開啟了“超高能伽馬天文”觀測時代，表明年輕的大質(zhì)量星團、超新星遺跡、脈沖星風云等是銀河系內(nèi)加速超高能宇宙線的最佳候選天體，有助于破解宇宙線起源這個“世紀之謎”。
LHAASO 的結(jié)果表明，科學家們需要重新認識銀河系高能粒子的產(chǎn)生、傳播機制，進一步研究極端天體現(xiàn)象及其相關(guān)的物理過程，并在極端條件下檢驗基本物理規(guī)律。
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