四川日?qǐng)?bào) 2025-11-17 20:21:45
11月16日,位于甘孜州稻城縣的高海拔宇宙線觀測(cè)站(簡(jiǎn)稱(chēng)“拉索”)發(fā)布了兩項(xiàng)科學(xué)成果:一是宇宙線質(zhì)子能譜“膝區(qū)”顯現(xiàn)超出預(yù)期的高能組分;二是觀測(cè)到黑洞吸積驅(qū)動(dòng)的微類(lèi)星體是銀河系中強(qiáng)大的粒子加速器,能夠?qū)①|(zhì)子加速至拍電子伏(能量在1000萬(wàn)億電子伏特以上),從而是宇宙線高能組分的最可能的加速源。

俯瞰“拉索” 攝影/李強(qiáng)
兩項(xiàng)成果分別發(fā)表于《科學(xué)通報(bào)》和《國(guó)家科學(xué)評(píng)論》,前者以前所未有的精細(xì)度,測(cè)量了宇宙線質(zhì)子的能譜,后者則有力地推動(dòng)了將微類(lèi)星體視為“膝”區(qū)宇宙線可靠加速源的研究。
宇宙線是一種剝離了電子的原子核,它們?nèi)缤箍罩械牧餍?,不斷以驚人的高速撞擊著地球,它們的起源是當(dāng)代天體物理學(xué)最重大的前沿科學(xué)問(wèn)題之一。
上世紀(jì)50年代末,科學(xué)家在宇宙線能譜(宇宙線數(shù)量在粒子能量上的分布)中發(fā)現(xiàn),當(dāng)宇宙線能量達(dá)到3拍電子伏特能量,附近出現(xiàn)了一個(gè)獨(dú)特的拐折結(jié)構(gòu),因形似人的膝蓋,被稱(chēng)為“膝”結(jié)構(gòu),其深刻關(guān)聯(lián)著宇宙線的來(lái)源和它們?cè)谟钪婵臻g中的旅行方式。

“拉索”觀測(cè)站里,安裝在地表的探測(cè)器 攝影/李強(qiáng)
但近70年來(lái),關(guān)于“膝”結(jié)構(gòu),一直未弄清其成因。此前,銀河系內(nèi)公認(rèn)的宇宙線源是超新星遺跡,但觀測(cè)和理論都發(fā)現(xiàn)它們無(wú)力將宇宙線加速到宇宙線“膝”及以上的高能量。此次成果認(rèn)為,銀河系內(nèi)存在多種類(lèi)的宇宙線源,黑洞是最有可能的宇宙線源之一,把宇宙線加速到“膝”以上的,是黑洞吸積驅(qū)動(dòng)的微類(lèi)星體,這不僅揭示了宇宙線起源的關(guān)鍵機(jī)制,也為理解黑洞系統(tǒng)的極端物理過(guò)程打開(kāi)了新窗口。

從空中鳥(niǎo)瞰“拉索” 攝影/何海洋
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