記者5月7日從天府宇宙線研究中心獲悉，近期國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施高海拔宇宙線觀測站“拉索”（LHAASO）在探索極端宇宙方面取得突破。由中國科學(xué)院高能物理研究所牽頭，上海天文臺等單位共同參與的科研團(tuán)隊(duì)首次探測到來自銀河系內(nèi)伽馬射線雙星LS I +61° 303的超高能（>100 TeV，即100萬億電子伏特）伽馬射線信號。相關(guān)成果于5月6日在線發(fā)表于《物理評論快報》上。

　　宇宙線是來自外太空的高能粒子，其起源被稱為“世紀(jì)謎題”。尋找能夠?qū)⒘Ｗ蛹铀俚脚碾娮臃兀≒eV，1000萬億電子伏特）級別的極端天體，是破解宇宙線起源的關(guān)鍵之一。

LS I +61° 303系統(tǒng)的軌道示意圖。（天府宇宙線研究中心供圖）

　　“早在20世紀(jì)60年代，LS I +61° 303就在光學(xué)巡天中被識別。天文學(xué)家在過去數(shù)十年里對它開展反復(fù)觀測，只是直到今天，我們才真正看到它隱藏的超高能一面?！敝袊茖W(xué)院上海天文臺副研究員周佳能介紹，由一顆大質(zhì)量恒星和一顆致密星（如中子星或恒星級黑洞）組成的“伽馬射線雙星”，是探究極端物理過程的天然實(shí)驗(yàn)室，同時也是潛在的宇宙線加速源。

　　然而，在甚高能段（>0.1 TeV），人類已知的雙星系統(tǒng)十分有限。LS I +61° 303作為經(jīng)典的伽馬射線雙星，此前的觀測最高能量僅覆蓋至10 TeV左右，是否存在更高能段的輻射一直是個謎。

　　作為建在海拔4410米高原上的大型復(fù)合探測陣列，“拉索”有著平方公里級的有效面積、寬視場和不受天氣、晝夜、月亮影響的全天候運(yùn)行能力。“我們把收集到的高能光子一個個‘?dāng)€下來’，并把它們標(biāo)記到雙星軌道的不同位置上，從而勾勒出在不同軌道位置（相位）上的光子流量分布?！敝芗涯芙榻B，科研團(tuán)隊(duì)利用“拉索”超高靈敏度和寬能段覆蓋優(yōu)勢，首次將LS I +61° 303的觀測能譜推至200 TeV，認(rèn)證了其為超高能伽馬射線雙星。

伽馬射線雙星LS I +61° 303寬能段能譜測量結(jié)果。（天府宇宙線研究中心供圖）

　　另外，研究團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)的輻射流強(qiáng)會隨著其約26.5天的軌道周期發(fā)生變化，且這種“軌道調(diào)制”特征具有明顯的能量依賴性?？蒲袌F(tuán)隊(duì)探測到的>100 TeV光子強(qiáng)烈暗示，在系統(tǒng)軌道的特定階段，可能是高能質(zhì)子（強(qiáng)子）克服了重重阻礙，撞擊周圍致密的恒星風(fēng)物質(zhì)，從而產(chǎn)生了這些超高能伽馬射線。

　　“過去我們以為雙星只是高能輻射源，現(xiàn)在我們開始意識到，它們也可能是逼近拍電子伏特量級的天然粒子加速器?！敝芗涯鼙硎?，“拉索”的這一發(fā)現(xiàn)，不僅為這類系統(tǒng)作為潛在的極端天體提供了關(guān)鍵證據(jù)，也為極端物理環(huán)境下的粒子加速和輻射模型提供了新的觀測約束，同時為未來多信使天文學(xué)研究提供了新方向。