天鹅座来信了｜重大发布：发现首批“拍电子伏加速器”和最高能量光子

位于甘孜稻城的国家重大科技基础设施“高海拔宇宙线观测站（LHAASO）”在银河系内发现大量超高能宇宙加速器，并记录到最高1.4拍电子伏伽马光子（拍=千万亿），这是人类观测到的最高能量光子，这改变了人类对银河系粒子加速的传统认知，标志着由此开启“超高能伽马天文学”的时代。

今天上午10点，中国科学院高能物理研究所和Springer Nature举行的联合发布会上，公布了这一重大成果。

发布会现场图片

该研究工作由中国科学院高能物理研究所牵头的LHAASO国际合作组完成，这些发现将于2021年5月17日发表在《Nature》（《自然》）。

LHAASO项目首席科学家曹臻介绍高海拔宇宙线观测站科学成果

据介绍，此次发现的能量超过拍电子伏的光子，来自天鹅座内非常活跃的恒星形成区。还发现了12个稳定伽马射线源，是位于LHAASO视场内银河系内最明亮的一批伽马射线源。此次观测到的源，它们都具有0.1拍电子伏以上的伽马辐射，也叫“超高能伽马辐射”。

这些探测到的超高能光子能以接近光速送达地球，这表明银河系内遍布拍电子伏加速器，而人类在地球上建造的最大加速器（欧洲核子研究中心LHC）只能将粒子加速到0.01拍电子伏。

高海拔宇宙线观测站（LHAASO）

这些发现表明以天鹅座恒星形成区、蟹状星云等为代表的年轻的大质量星团、超新星遗迹、脉冲星风云等是银河系超高能宇宙线起源的最佳候选天体，有助于破解宇宙线起源这个“世纪之谜”。

高海拔宇宙线观测站（LHAASO）

能捕获到目前超高能量光子得益于科技的进步。高海拔宇宙线观测站探测阵列内的1188个缪子探测器专门用于挑选光子信号，使之成为全球最灵敏的超高能伽马射线探测器。从蟹状星云发射出来的能量超过1拍电子伏伽马光子一年内落在地球一平方公里的面积上也就1到2个，并且还被淹没在几万个通常的宇宙线之中，直到2019年人类才探测到首个具有“超高能”伽马射线辐射的天体。

高海拔宇宙线观测站（LHAASO）

据了解，该观测站主体工程于2017年开始建设，2019年4月完成1/4的规模建设并投入科学运行，2020年1月完成了1/2规模，这次报道的成果是在2020年内11个月的观测结果，不到1年的观测数据，就将“超高能”伽马射线源数量提升到了12个。

高海拔宇宙线观测站（LHAASO）

此次重大发现，挑战了过去高能天体物理的“标准模型”，甚至于对更加基本的电子加速理论提出了挑战。科学家们由此需要重新认识银河系高能粒子的产生、传播机制，探索极端天体现象及其相关的物理过程并在极端条件下检验基本物理规律。