宇宙線也稱宇宙射線,是從外太空來的帶電粒子,宇宙線起源是當代天體物理學最重大科學問題之一。2月26日,中科院高能物理所發布大陸科研人員通過位於四川稻城高海拔宇宙線觀測站(LHAASO,「拉索」)在天鵝座恆星形成區,發現一個巨型超高能伽馬射線泡狀結構,並在國際上首次認證能量高於1億億電子伏特宇宙線的起源天體。該成果北京時間2月26日以封面文章的形式在學術期刊《Science Bulletin》(《科學通報》)發表。
巨型超高能伽馬射線泡狀結構模擬示意圖。圖/取自央視
據表示,科研人員發現的巨型超高能伽馬射線泡狀結構直徑約1000光年,其核心到地球直線距離約5000光年。通過對該泡狀結構內部研究,科研人員認為其內部存在宇宙線加速器,也就是宇宙線的起源天體,並且這個起源天體源源不斷地在產生超過1億億電子伏特能量的宇宙線粒子。通過研究,科研人員推斷位於這個泡狀結構中心附近的大質量恆星星團可能就是他們接收到的宇宙線的起源,科研人員稱其為「星協」。
透過進一步分析,科研人員發現「星協」是由很多表面溫度約15000攝氏度到35000攝氏度的恆星組成的密集星團。這些恆星的輻射強度是太陽的幾百倍甚至上百萬倍。它們巨大的輻射壓能夠將恆星表面物質吹出,形成強烈的星風,速度可達每秒3000公里。星風與周圍星際介質的碰撞以及星風之間的猛烈碰撞產生了強激波的極端環境,從而形成強大的粒子加速器。
通過分析,科研人員認證這就是宇宙線加速源,也就是宇宙線起源天體。這一發現在國際科學界尚屬首次。未來,高海拔宇宙線觀測站將可能探測到更多的千萬億電子伏特乃至更高能量的宇宙線的加速源,有望解決銀河系宇宙線起源之謎。