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拍電子伏的伽馬光子（拍=千萬億），這些發(fā)現(xiàn)將于2021年5月17日發(fā)表在《Nature》（《自然》）雜志上。
科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了能量超過拍電子伏的光子，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(gè)穩(wěn)定超高能伽馬射線源，能量一直延伸到1拍電子伏附近，這是位于LHAASO視場內(nèi)、銀河系內(nèi)最明亮的一批伽馬射線源，測到的伽馬光子信號(hào)高于周圍背景7倍標(biāo)準(zhǔn)偏差以上，射線源的位置測量精度優(yōu)于0.3°。
這次觀測積累的數(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(gè)“常識(shí)”，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)源沒有截?cái)唷?/p>
這些發(fā)現(xiàn)開啟“超高能伽馬天文學(xué)”時(shí)代，表明年輕的大質(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)的物理過程并在極端條件下檢驗(yàn)基本物理規(guī)律。
高海拔宇宙線觀測站尚在建設(shè)中，這次成果是基于已經(jīng)建成的1/2規(guī)模探測裝置，在2020年內(nèi)11個(gè)月的觀測結(jié)果，由中國科學(xué)院高能物理研究所牽頭的LHAASO國際合作組完成。
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