銀河系重磅！四川稻城縣高海拔宇宙線觀測(cè)站重要發(fā)現(xiàn)！銀河系|宇宙

高能宇宙線來(lái)自哪里？
這是自宇宙線發(fā)現(xiàn)以來(lái)
跨越了整整一個(gè)世紀(jì)的未解之謎
而最近
位于四川省甘孜州稻城縣
海拔4410米的海子山上的
高海拔宇宙線觀測(cè)站發(fā)現(xiàn)的最新成果
讓人們離解開(kāi)這個(gè)世紀(jì)之謎
又進(jìn)一步

今日，采訪人員從中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所獲悉，位于四川稻城縣的國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施“高海拔宇宙線觀測(cè)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(wàn)億），這是人類(lèi)觀測(cè)到的最高能量光子，改變了人類(lèi)對(duì)銀河系的傳統(tǒng)認(rèn)知，開(kāi)啟 “超高能伽馬天文學(xué)”的時(shí)代。
這些發(fā)現(xiàn)于今日（17日）發(fā)表在《自然》（《Nature》）雜志。該研究工作由中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所牽頭的LHAASO國(guó)際合作組完成。

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成果：
LHAASO發(fā)現(xiàn)首批“拍電子伏加速器”
和最高能量光子

據(jù)了解，高海拔宇宙線觀測(cè)站尚在建設(shè)中，此次報(bào)道的成果是基于已經(jīng)建成的1/2規(guī)模探測(cè)裝置、2020年內(nèi)11個(gè)月的觀測(cè)數(shù)據(jù)。科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了能量1.4拍電子伏的光子，來(lái)自天鵝座內(nèi)非常活躍的恒星形成區(qū)。還發(fā)現(xiàn)了12個(gè)穩(wěn)定伽馬射線源，能量一直延伸到1拍電子伏附近，這是位于LHAASO視場(chǎng)內(nèi)銀河系內(nèi)最明亮的一批伽馬射線源，測(cè)到的伽馬光子信號(hào)高于周?chē)尘?倍標(biāo)準(zhǔn)偏差以上，源的位置測(cè)量精度優(yōu)于0.3°。
“這次觀測(cè)積累的數(shù)據(jù)還很有限，但所有能被LHAASO觀測(cè)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’。”中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所粒子天體物理中心研究員、國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施LHAASO項(xiàng)目經(jīng)理兼首席科學(xué)家曹臻表示。這表明銀河系內(nèi)遍布拍電子伏加速器，而人類(lèi)在地球上建造的最大加速器（歐洲核子研究中心的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)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(gè)“常識(shí)”，過(guò)去預(yù)言的極限就在0.1拍電子伏附近，從而預(yù)言的伽馬射線能譜在0.1拍電子伏以上有“截?cái)唷爆F(xiàn)象。LHAASO的發(fā)現(xiàn)完全突破了這個(gè)“極限”，大多數(shù)源沒(méi)有截?cái)唷?br />

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這些發(fā)現(xiàn)開(kāi)啟 “超高能伽馬天文”觀測(cè)時(shí)代，表明以天鵝座恒星形成區(qū)、蟹狀星云等為代表的非熱輻射天體，即年輕的大質(zhì)量星團(tuán)、超新星遺跡、脈沖星風(fēng)云等是銀河系超高能宇宙線起源的最佳候選天體，有助于破解宇宙線起源這個(gè)“世紀(jì)之謎”。
科學(xué)家們也需要重新認(rèn)識(shí)銀河系高能粒子的產(chǎn)生、傳播機(jī)制，探索極端天體現(xiàn)象及其相關(guān)的物理過(guò)程并在極端條件下檢驗(yàn)基本物理規(guī)律。

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意義：
開(kāi)啟“超高能伽馬天文學(xué)”時(shí)代

曹臻表示，LHAASO此次科學(xué)成果發(fā)現(xiàn)在宇宙線起源的研究進(jìn)程上具有里程碑意義，其科學(xué)突破在于：

揭示了銀河系內(nèi)普遍存在能夠?qū)⒘Ｗ幽芰考铀俪^(guò)1PeV的宇宙加速器。在這次觀測(cè)中，LHAASO所能夠有效觀測(cè)到的伽馬射線源中（統(tǒng)計(jì)觀測(cè)中通常要求5倍標(biāo)準(zhǔn)偏差的超出視為有效觀測(cè)），幾乎所有的天體都具有0.1PeV以上的超高能伽馬輻射，說(shuō)明輻射這些伽馬射線的父輩粒子能量超過(guò)了1PeV。觀測(cè)到的伽馬射線能譜在0.1PeV以上沒(méi)有明顯截?cái)啵砻縻y河系宇宙線加速源不存在PeV以下的加速極限。

“此次研究成果突破了當(dāng)前流行的理論模型。”他說(shuō)。理論認(rèn)為拍電子伏特（PeV）能量的宇宙線在加速源區(qū)與周?chē)鷼怏w作用下可以產(chǎn)生0.1PeV的伽馬射線，探測(cè)超過(guò)0.1PeV的伽馬射線是尋找和認(rèn)證PeV宇宙線源的主要手段之一。而之前國(guó)際上主流探測(cè)器工作在0.1PeV能量以下，無(wú)法確認(rèn)PeV宇宙線加速源的存在。
LHAASO發(fā)現(xiàn)了銀河系內(nèi)大量存在的PeV宇宙加速源，它們都是超高能宇宙線源的候選者，這就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。

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同時(shí)，此次研究成果開(kāi)啟“超高能伽馬天文學(xué)”時(shí)代。
曹臻表示，1989年，亞利桑那州惠普爾天文臺(tái)的實(shí)驗(yàn)組成功發(fā)現(xiàn)了首個(gè)具有0.1 TeV以上伽馬輻射的天體，標(biāo)志著“甚高能”伽馬射線天文學(xué)時(shí)代的開(kāi)啟。在隨后的30年里，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)超過(guò)兩百多個(gè)“甚高能”伽馬射線源。直到2019年人類(lèi)才探測(cè)到首個(gè)具有“超高能”伽馬射線輻射的天體。出人意料的是，僅基于1/2規(guī)模的LHAASO不到1年的觀測(cè)數(shù)據(jù)，就將“超高能”伽馬射線源數(shù)量提升到了12個(gè)。