我國高海拔宇宙線觀測站發現最高能量光子，開啓“超高能伽馬天文學”時代

國家重大科技基礎設施“高海拔宇宙線觀測站（LHAASO）”，在銀河系內發現大量超高能宇宙加速器，並記錄到最高1.4拍電子伏的伽馬光子（拍=千萬億），這些發現將於2021年5月17日發表在《Nature》（《自然》）雜誌上。

科學家們發現了能量超過拍電子伏的光子，來自天鵝座內非常活躍的恆星形成區，還發現了12個穩定超高能伽馬射線源，能量一直延伸到1拍電子伏附近，這是位於LHAASO視場內、銀河系內最明亮的一批伽馬射線源，測到的伽馬光子信號高於周圍背景7倍標準偏差以上，射線源的位置測量精度優於0.3°。

這次觀測積累的數據還很有限，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”。這表明銀河系內遍佈拍電子伏加速器，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。銀河系內的宇宙線加速器存在能量極限是個“常識”，從而預言的伽馬射線能譜在0.1拍電子伏以上有“截斷”現象。LHAASO的發現完全突破了這個“極限”，大多數源沒有截斷。

這些發現開啓 “超高能伽馬天文學”時代，表明年輕的大質量星團、超新星遺蹟、脈衝星風雲等是銀河系超高能宇宙線起源的最佳候選天體，有助於破解宇宙線起源這個“世紀之謎”。科學家們也需要重新認識銀河系高能粒子的產生、傳播機制，探索極端天體現象及其相關的物理過程並在極端條件下檢驗基本物理規律。

高海拔宇宙線觀測站尚在建設中，這次成果是基於已經建成的1/2規模探測裝置，在2020年內11個月的觀測結果，由中國科學院高能物理研究所牽頭的LHAASO國際合作組完成。

（總枱央視記者 鄭瑋瑋）