11月16日，“拉索破解宇宙线‘膝’形成之谜”成果新闻发布会在北京中国科学院高能物理研究所召开，发布高海拔宇宙线观测站（LHAASO，拉索）两项具有里程碑意义的科学成果，分别发表于《National Science Review》与《Science Bulletin》，由中国科学院高能物理研究所、南京大学、中国科学技术大学、罗马第一大学等机构完成。观测发现：1）黑洞吸积驱动的微类星体是银河系中强大的粒子加速器，能够将质子加速至拍电子伏（PeV）能段；2）宇宙线质子能谱“膝区”显现超出预期的高能组分，黑洞正是其最可能的候选源天体。这一发现不仅揭示了宇宙线起源的关键机制，也为理解黑洞系统的极端物理过程开辟了一条新途径。
黑洞是宇宙中最具吸引力的神秘天体之一，处于双星系统中的黑洞在吸积伴星物质时可产生相对论性喷流，形成“微类星体”。拉索首次系统性地探测到来自SS 433、V4641 Sgr、GRS 1915+105、MAXI J1820+070与Cygnus X-1这五个微类星体的超高能伽马射线。其中，SS 433的超高能辐射与周围巨型原子云重合，强烈暗示来自于被黑洞加速的高能质子与物质的碰撞。分析表明该系统加速的质子能量超过1 PeV，总功率高达约每秒1032焦耳，相当于每秒释放四百万亿颗人造最强炸弹——“沙皇”氢弹的能量。而来自V4641 Sgr的伽马射线能量达到0.8 PeV，成为又一个“超级PeV粒子加速器”，即产生这些伽马射线的父辈粒子能量超过10 PeV。这使得微类星体成为银河系内非常重要的一类PeV粒子加速器，这解决了困扰科学家多年的一个难题：银河系内公认的宇宙线源是超新星遗迹，但观测和理论都发现它们无力将宇宙线加速到宇宙线“膝”及以上的高能量。
宇宙线能量分布图上有一个关键转折点，由于其形状酷似人的膝盖，称为“膝”，大约在3 PeV处，能量更高的宇宙线数量急剧减少。近70 年前发现“膝”以来，一直未弄清其成因，只是被猜测为加速源天体加速能力极限所致，呈现为宇宙线能谱从一个简单的“幂律谱”转换为另一个简单的幂律谱。要真正理解这个问题，必须精确测量宇宙线各成分的能谱及各自的“膝”。首先是最轻的原子核——质子的能谱分布。然而，“膝区”的宇宙线稀少，卫星探测器面积有限，探测如同大海捞针；地面实验受大气层干扰，很难清晰地将质子从大量其他原子核产生的事例中识别出来。长期以来这一测量是公认不可能完成的任务。拉索巧妙利用其强大的地面观测装置，采用多参数测量技术成功筛选出大统计量的高纯度质子样本，从而精确测量其能谱，精度媲美卫星实验。这一突破性的测量揭示了完全超出预期的能谱结构，清晰展现出一个新的“高能组分”而非简单的幂律转换。拉索的新结果与AMS-02测得的低能组分、“悟空号”测得的中能组分一起，揭示了银河系内存在多种类的加速源，每一类有各自独特的加速能力和能量范围，而“膝”正是产生高能组分的源的加速极限表现。
图1：拉索测得的“膝区”宇宙线质子能谱（红点）与AMS-02测得的低能组分（黑色方块）、“悟空号”测得的中能组分（蓝色方块）一起，揭示了银河系内存在多种类的加速源，每一类有各自独特的加速能力和能量范围，而“膝”正是产生高能组分的源的加速极限表现。
质子能谱的复杂结构表明，PeV能段的宇宙线质子主要来自微类星体这类“新源”，它们具有明显高于超新星遗迹的加速极限，能够产生超过“膝”的高能宇宙线。两项成果相互印证，构建起一个完整的科学图景。这不仅为解决困扰学界近70年的“膝区成因”难题迈出关键一步，也为理解黑洞在宇宙线起源中的作用提供了重要的观测证据。
拉索的复合型探测器阵列设计，使我们既能够通过超高能伽马射线探测宇宙射线的源天体，也能够对太阳系附近的宇宙线粒子进行精确测量，既从天体源端看到了PeV能量的加速能力，又从宇宙线端看到了这类源所贡献的能谱特征。这是第一次在观测上将“膝”结构与具体类型的天体——黑洞喷流系统关联起来。
出席此次新闻发布会的嘉宾包括国家自然科学基金委员会数学物理科学部天文科学处项目主任颜景志、中国科学院前沿科学与基础研究局副局长李煜辉和天文力学副处长毛羽丰、《中国科学》杂志社副总经理安瑞、《National Science Review》编辑部主任王贵林、《Science Bulletin》执行主编高原宁院士，及高能所的李惕碚院士、王贻芳院士、曹臻院士、所长曹俊和副所长董宇辉、鲁巍，以及LHAASO国际合作组的部分科研代表和多家媒体记者，共计70余人亲临现场，部分媒体记者通过线上方式参与。
发布会现场
会议由董宇辉副所长主持。在领导致辞环节中，曹俊所长表达了对各位嘉宾及媒体记者的热烈欢迎，并对LHAASO合作组的成果给予高度肯定。随后，颜景志主任和李煜辉副局长也分别致辞，赞扬LHAASO合作组的成就，并指出这些成果在我国自主创办的顶级学术期刊上发表，是习近平总书记“鼓励重大基础研究成果率先在我国期刊、平台上发表和开发利用”指示精神的充分践行。期待LHAASO在未来取得更多突破性成果，进一步巩固和提升我国在国际粒子天体物理领域的地位。
董宇辉副所长主持会议
曹俊所长致辞
颜景志主任致辞
李煜辉副局长致辞
副总经理安瑞在致辞中提到，LHAASO团队将两项重要成果发表于《National Science Review》和《Science Bulletin》，是对两项期刊的高度信任与大力支持，期待我国更多科学成果能在国内期刊发表。
副总经理安瑞致辞
在成果解读环节，LHAASO合作组发言人曹臻院士详细介绍了这次科学成果，并现场播放了成果解读视频。几位国际和国内的知名专家，包括美国威斯康星大学教授Francis Halzen、西班牙巴塞罗那大学教授Josep Maria Paredes、高能所李惕碚院士和《Science Bulletin》执行主编高原宁院士，对此次成果进行了重要点评，都对成果的重要性给予了高度评价。
曹臻院士汇报此次科学成果
美国威斯康星大学教授Francis Halzen点评成果
西班牙巴塞罗那大学教授Josep Maria Paredes点评成果
李惕碚院士点评成果
高原宁院士点评成果
发布会的“答记者问”环节，LHAASO论文作者代表曹臻院士、Paolo Lipari教授、柳若愚研究员、张寿山研究员、李剑教授、袁强研究员回答了媒体记者及现场嘉宾提出的问题。
LHAASO论文作者代表答记者问
Science Bulletin DOI：
https://doi.org/10.1016/j.scib.2025.10.048
NSR DOI:
https://doi.org/10.1093/nsr/nwaf496
附件下载：
