拉索发现“天鹰助推器” 挑战脉冲星风云加速粒子理论极限

天鹰助推器与拉索的艺术想象图。天府宇宙线研究中心供图

　　脉冲星风云是宇宙中高速旋转的磁化中子星——脉冲星——向周围空间吹出的近光速带电粒子风(脉冲星风)，与周边介质猛烈撞击后形成的高能天体。长期以来，银河系内自转减慢光度最高的脉冲星所驱动的蟹状星云(Crab Nebula)，一直是高能天体物理研究中的“标准烛光”。此前，拉索通过探测到来自蟹状星云的PeV伽马射线，推定其粒子加速效率至少达到理论极限的16%，确立了蟹状星云作为极端拍电子伏粒子加速器(PeVatron)的地位。这一成果被称为伽马射线波段蟹状星云的两大惊奇发现之一，引发学界广泛关注与讨论。

　　本次拉索团队的研究，聚焦于另一脉冲星风云系统PSR J1849-0001。该脉冲星位于天鹰座，其自转减慢光度比蟹状星云脉冲星低约50倍。按照传统脉冲星风云演化与辐射模型，较低的注入光度通常对应较弱的高能辐射光度。但拉索的能谱测量结果显示，该天体系统的伽马射线能谱不仅以幂律形式延伸至2 PeV，其PeV能段的伽马射线光度甚至比蟹状星云高出数倍。

　　这一现象表明，该系统将脉冲星风能量转化为超高能粒子的效率极高。研究团队结合X射线等多波段观测结果，对该脉冲星风云内部物理参数进行了严格约束，发现其内部粒子加速效率至少达到理论极限的27%，已超过蟹状星云的水平。研究人员指出，若粒子是在传统模型预期的终止激波处被加速到观测所需能量，其加速效率需超过100%——这一结论直接对当前脉冲星风云粒子加速理论构成挑战。也正因拥有惊人的粒子加速效率，该脉冲星风云被赋予“天鹰助推器(Aquila Booster)”的别称。