“拉索”发现最强宇宙粒子加速器

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　　本报北京7月31日电 记者崔兴毅从中国科学院高能物理研究所获悉，国家重大科技基础设施高海拔宇宙线观测站“拉索”（LHAASO）日前成功认证首个具有时变特征的拍电子伏（1拍电子伏等于1千万亿电子伏）伽马射线源，将目标锁定在位于天鹅座的双星系统“天鹅座X-3”，并测得其宇宙线粒子能量至少可达30拍电子伏，远超当前主流理论预期。这是迄今发现的最强宇宙粒子加速器。

　　此次观测中，“拉索”精确记录到来自该系统的超高能伽马射线信号，这些信号呈现出明显的周期性变化，周期约为4.8小时。研究团队分析认为，该周期正对应着双星系统中两颗天体相互绕转的轨道周期。这一发现使科学家得以将产生超高能粒子的加速区限定在约3个太阳半径的尺度之内——这是目前宇宙超高能粒子加速器所能达到的最高定位精度。

　　天鹅座X-3由一个致密天体（黑洞或中子星）和1颗大质量伴星构成。致密天体凭借强大引力不断吸积伴星吹出的星风物质，在这一极端过程中，粒子被加速到极高能量，进而辐射出拍电子伏级别的伽马光子。

　　研究还发现，“拉索”观测到的超高能伽马射线爆发，与费米伽马射线空间望远镜在能量低百万倍的千兆电子伏波段观测到的爆发，在时间上高度关联：千兆电子伏波段出现爆发时，“拉索”总能同步测得超高能信号；反之，“拉索”则未观测到显著信号。这种跨能量波段的同步性，进一步确证了伽马光子来自该双星系统。

　　此项研究首次在拍电子伏能量尺度上认证了一个伽马射线变源，标志着超高能时域天文学新领域的开启，为研究黑洞等致密天体附近的极端物理过程提供了全新途径。

　　该研究由中国科学院高能物理研究所、上海交通大学李政道研究所、中国科学院上海天文台等多家科研机构合作完成，成果引起国际天体物理领域的高度关注，成为相关专业会议上讨论最热烈的话题之一。