中国“拉索”确认宇宙线源天体 粒子能量至少3亿亿电子伏远超理论预期

  中新网北京7月31日电 (记者 孙自法)记者7月31日从中国科学院高能物理研究所(高能所)获悉,根据国家重大科技基础设施高海拔宇宙线观测站(英文缩写LHAASO,中文昵称“拉索”)观测数据,科学家最新研究认证首个拍电子伏(PeV,1拍=1000万亿)伽马射线变源,确认这个宇宙线的源天体,其宇宙线粒子能量至少到达30拍即3亿亿电子伏,远超当前主流的理论预期。

“拉索”本项研究成果相关示意图。中国科学院高能所 供图

  大科学装置“拉索”此次发现最高能量的光子发自黑洞(或中子星)疯狂吸噬大质量伴星吹出的强烈星风的过程,表明这个位于天鹅座非常特别的双星系统(Cygnus X-3)是迄今能产生最高能量的粒子加速器,“拉索”观测到的精确时变特征、超高的伽马射线能量及其能谱特征共同确认了这个宇宙线的源天体。

  此项高能和粒子天体物理领域的重要研究成果,由中国科学院高能所、上海交通大学李政道研究所、中国科学院上海天文台等中外多家科研机构的科学家合作完成,相关论文近日在线发表于综合性学术期刊《国家科学评论》(National Science Review)。

  “拉索”团队介绍说,“拉索”观测到超高能(超过100万亿电子伏特)伽马信号明显的爆发现象,与在能量低100万倍的GeV(1 GeV=10亿电子伏特)波段上的观测存在明显的时间关联:在GeV爆发期间,费米伽马射线空间望远镜与“拉索”同时测到高显著性的信号;而在GeV平静期间,“拉索”则未观测到显著信号。

  此外,该超高能伽马信号具有4.8小时的周期性,也同时被观测到,清楚地显现出双星相互绕转的轨道效应,由此将加速器定位于约3个太阳半径大小的尺度之内,这是对宇宙中超高能量的粒子加速器最高的定位精度。

  “拉索”团队表示,通过认证Cygnus X-3为首个具有时变特征的超高能伽马射线源,“拉索”已开启超高能时域天文学的新领域,开辟了研究黑洞等致密天体附近极端物理过程的新途径。(完)

【编辑:何颖】
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