“拉索”成果又上新

宇宙线是来自外太空的带电粒子，主要成分为各种原子核，被称为传递宇宙大事件的“信使”。宇宙线能量分布图上有一个关键转折点，形状酷似人的膝盖而被称为“膝”，其形成一直是待解之谜。

16日，中国科学院高能物理研究所发布我国高海拔宇宙线观测站“拉索”观测发现的最新成果：黑洞吸积驱动的微类星体是银河系中强大的粒子加速器，可将宇宙线加速至“膝”及以上的高能量，为揭示黑洞在宇宙线起源中的作用提供重要观测证据。中国科学院院士、“拉索”首席科学家曹臻表示，这些发现不仅揭示宇宙线起源的关键机制，也为理解黑洞系统的极端物理过程开辟了新途径。

处于双星系统中的黑洞，凭借其强大的引力不断吞噬伴星的物质，在这个过程中，部分物质会以喷流形式被喷射出来，这种有吸积也有喷流的黑洞就是微类星体。“拉索”首次系统性地探测到来自五个微类星体的超高能伽马射线，结合“拉索”精确测量出的宇宙线能谱，研究人员发现产生这些伽马射线的粒子能量正处于宇宙线能谱的“膝”区。这表明，银河系里存在多种粒子加速器。微类星体具有明显高于超新星遗迹的加速极限，能达到“膝”的能量门槛，成为高能宇宙线的新来源。

近70年前发现“膝”后，科学家曾猜测“膝”为加速源天体加速能力极限所致，但要真正理解这个问题，必须精确测量宇宙线各成分的能谱及各自的“膝”，然而长期以来，这一测量被认为不可能完成。

“拉索”巧妙利用其强大的地面观测装置，采用多参数测量技术成功筛选出大统计量的高纯度质子样本，从而精确测量其能谱，精度媲美卫星实验。“拉索”的新结果与AMS-02（安装在国际空间站上的大型高能粒子探测器）测得的低能组分、“悟空号”测得的中能组分一起，揭示了银河系内存在多种类的加速源，每一类有各自独特的加速能力和能量范围，而“膝”正是产生高能组分的源的加速极限表现。

“拉索”此次新发现不仅为解决困扰学界近70年的“‘膝’区成因”难题迈出关键一步，也为理解黑洞在宇宙线起源中的作用提供了重要的观测证据。

该研究由中国科学院高能物理研究所牵头的国际研究团队完成，相关论文成果在国际学术期刊《国家科学评论》（英文版）和《科学通报》（英文版）上发表。

记者 崔兴毅

来源：光明日报