国家重大科技基础设施“高海拔宇宙线观测站”17日发布了最新研究成果：首次在银河系内发现大量超高能宇宙线加速器，为超高能宇宙线来源划定目标；同时，也记录到能量达1.4拍电子伏的伽马光子（拍=千万亿）。这是人类观测到的最高能量光子，突破了人类对银河系粒子加速的传统认知，开启了“超高能伽马天文学”的时代。
这一研究工作由中国科学院高能物理研究所牵头的高海拔宇宙线观测站国际合作组完成，成果发表在17日出版的国际学术期刊《自然》上。
高能宇宙线，特别是能量高达拍电子伏的超高能宇宙线的来源，一直是个谜。一个月前，中日科学家在中国西藏羊八井联合进行的西藏ASγ实验观测到接近1拍的超高能伽马射线，首次确认其很可能来自于银河系。但这个源头是“弥散”的，无法指向确切的天体。
高海拔宇宙线观测站的发现，让高能宇宙线的源头变得更加清晰。中国科学院高能物理研究所研究员、高海拔宇宙线观测站首席科学家曹臻介绍：“我们探测到了迄今为止最高能量的光子，来自天鹅座内非常活跃的恒星形成区，能量达到创纪录的1.4拍电子伏特；还发现了12个稳定伽马射线源，光子能量一直延伸到1拍电子伏附近。这是位于高海拔宇宙线观测站视场内最明亮的一批银河系伽马射线源，表明银河系内遍布拍电子伏加速器，突破了当前流行的理论模型所预言的银河系宇宙线加速拍电子伏特能量极限，也向着解决宇宙线起源这一科学难题迈出了至关重要的一步。”
高海拔宇宙线观测站作为羊八井实验的“升级版”，是我国第三代高山宇宙线实验站。它位于四川省稻城县海拔4410米的海子山，占地面积约1.36平方公里，由5195个电磁粒子探测器和1188个缪子探测器组成的一平方公里地面簇射粒子阵列、78000平方米水切伦科夫探测器、18台广角切伦科夫望远镜交错排布组成，形成复合观测阵列，目前还在建设中。
边建设边产出科研成果的高海拔宇宙线观测站正在开启“超高能伽马天文学”时代。曹臻说：“可以预见这一最高能量的天文学研究将给我们展现一个充满新奇现象的未知的‘超高能宇宙’，为探索宇宙极端天体物理现象提供丰富的数据。”
（原载于《光明日报》 2021-05-18 01版）
附件下载：
