?拉索

《迷信传递》封面图。中国迷信院高能物理钻研所供图

欢喜来患上快，认证去患上也快。首个速源高海拔宇宙线审核站（LHAASO，超级简称“拉索”）团队成员、宇宙中国迷信院高能物理钻研所副钻研员李骢放下因欢喜而举起的线减双臂。

这是往事网2020年的一天，李骢的迷信眼前是一张天鹅座恒星组成区的光子能量扩散图。这其中间离太阳系有4000至5000光年远。拉索图因此“拉索”探测数据为根基组成的认证，图上的首个速源两个亮白光斑正好落在星际间气体扩散最密的中间。

“这个区域里应该有超级宇宙线减速源！超级可是宇宙……还不够清晰。”李骢挠了挠头。线减

他决定不断期待。往事网惟独“拉索”能收集到更多超高能光子数据，这张图就能越来越清晰。

4年后的2024年2月26日，他以及相助者终于以封面文章方式在《迷信传递》正式宣告对于发现超级宇宙线减速源的论文。

这次，他们在天鹅座恒星组成区清晰看到了一个巨型超高能伽马射线泡，尺度有万万个太阳系那末大，品质是太阳的多少百万倍。这个“巨型泡泡”是历史上首个被认证的超级宇宙线减速源。它的泛起，让原本可能批注宇宙线的一些事实模子再也不适用。

巨型泡泡

“有使人怀疑的工具”

天鹅座是河汉系北部天区里最亮的中间。每一年9月25日破晓8点，天鹅座都市升上中天。当河汉像轻纱平凡飘在地面时，天鹅座就像装点在轻纱上的颗颗钻石。

因为充实亮，天鹅座也承载了人类破解宇宙线源头难题的愿望。

宇宙线是宇宙中的带电粒子，占有了宇宙星际介质的四分之一，主要成份是质子。宇宙线的源头成果是今世天体物理学最严正的前沿迷信成果之一。

2020年，“拉索”找到了12颗由宇宙线产生的超高能光子，有2颗来自天鹅座，而12颗光子中，能量最高的一颗也在天鹅座，高达1.4万万亿电子伏特。

当这一音讯在2021年5月17日以论文方式刊发于《人造》时，全天下迷信家大为震撼。不到3年，这篇论文曾经被援用了380一再，大师都在品评辩说一个成果——“这么高能量的宇宙线以及光子是怎么样泛起的”。

就在全天下迷信家大惑不解时，“拉索”又陆续在天鹅座里找到了此外7颗超高能光子，能量最高的一颗达到了2万万亿电子伏特。

集齐了充实多的超高能光子数据后，李骢看到了一张更清晰的图。图上，8个大亮斑简直平均扩散在对于立个空间里，它们以及周围的一些小亮斑配合组成为了一个泡状结构，而且，所有亮斑清晰地扩散在星际空间中气体物资密集的中间。

“这是十赫然晰的证据！诠释泡泡中间有使人怀疑的工具！它在以简直恒定的速率产生能量高于1亿亿电子伏特的宇宙线，这些宇宙线与份子云碰撞，产生了超高能光子！”这次，李骢欢喜极了。

在南京大学天文与空间迷信学院钻研员柳若愚、中国迷信技术大学传授杨睿智等的反对于下，他们果然在泡泡中间左近，看到了一个处于极其情景的大品质恒星星团。

星团里的恒星大多年轻、酷热，有些外表温度超过3.5万摄氏度，有些外表温度超过1.5万摄氏度，它们的辐射强度是太阳的百倍至百万倍。重大的辐射压将恒星外表物资吹出，组成为了强烈的星风，速率可达每一秒上千公里。星风与周围星际介质发生碰撞，星风之间也猛烈碰撞，致使这里酿成为了强激波、强湍流的极其区域。

“这里很可能便是超高能宇宙线降生的中间。”李骢说。他们叫它“超级宇宙线减速源”。

怎么样“减速”的？

“现有模子还批注不了”

假如天鹅座恒星组成区是一个“超级宇宙线减速源”，那末，这些大品质恒星星团是怎么样产生超高能宇宙线并让它们减速的呢？

“现有模子还批注不了这个征兆。”论文通信作者、“拉索”首席迷信家曹臻院士看护《中国迷信报》，“人们需要追寻新的模子。”

现有的事实模子无奈批注宇宙线的产生以及减速机制，同样也难以批注宇宙线的转达散漫机制。

以往，天体物理学家觉患上，星际空间很“空”，宇宙线一旦被注入星际空间，就会像墨汁滴进清水平凡迅速散漫开。但“拉索”的钻研服从呈现，宇宙线的散漫速率只是原来构想的1/100。

“假如很快散漫开，那末人类就不机缘看到这个泡泡了。”曹臻说。

相助组成员柳若愚判断，宇宙线的散漫速率可能受到了星际磁场的影响，这象征着星际磁场的扩散不光不屈均，而且不法则水平极高。“至于为甚么磁场会组成这样的扩散，则成为一个愈加重大的成果。”柳若愚说。

在倾覆现有事实模子的同时，“拉索”也为天体物理学家建树新模子提供了线索。

2023年10月9日，“拉索”在《物理品评快报》上宣告论文，提出宇宙中弥散的宇宙线能谱以及空间扩散与传统模子预期存在差距，“传统模子无奈短缺形貌审核服从，需要做出紧张更正”。论文刊发至今，曾经被援用了多少十次，学界正在重新审阅宇宙线以及星际介质相互浸染的模子。

“这一次，咱们看到的泡泡，给大师提供了一个可能的批注。”曹臻说，“泡内超级宇宙线减速器可能使患上周边星际空间的宇宙线密度清晰高于河汉系内的宇宙线平均水平，其所影响的空间畛域甚至远超当初审核到的气泡尺度。”

看到“拉索”的新成果时，意大利国家天体物理钻研所（INAF）传授Elena Amato感慨：“这些服从不光对于河汉系弥散伽马辐射的清晰有紧张影响，还间接关连到怎么样形貌宇宙线在河汉系内的转达历程。”

降职能耐

“迫近宇宙线源头成果的最终谜底”

宇宙线从发现至今，已经有100多年历史，可是人类始终没能乐成阐释宇宙线“从哪里来”“怎么样来的”等成果。

“咱们将追寻更多的超级宇宙线减速源。随着审核光阴的削减，‘拉索’有可能探测到更多的万万亿电子伏特甚至更高能量宇宙线的减速源，有望揭开河汉系宇宙线源头之谜。”曹臻说。

“拉索”因此宇宙线审核钻研为中间的国家严正科技根基配置装备部署，也是国内上最灵便的超高能伽马射线探测装置，位于四川省稻城县海拔4410米的海子山。从2019年4月起，“拉索”边建树、边运行，至2021年7月正式建成并晃动运行。当初，已经有32个国内外天体物理钻研机组成为“拉索”国内相助组成员单元，成员约280人。

曹臻看护《中国迷信报》，未来，“拉索”国内相助组还愿望摸清与宇宙线源头相干的更根基的成果。

“要往‘详情’走，这详情波及的根基物理成果十分充实，比喻，宇宙线粒子到底是怎么样被减速的。”曹臻说，“要解决这些成果，不光需要‘拉索’增强现有探测能耐，也需要其余的审核装置来辅助。”

“它存在一个小成果——空间分说能耐不够强，这会对于它未来进一步探测宇宙线详尽减速历程造成限度。”曹臻说，为进一步降职空间分说能耐，“拉索”已经妄想再建32台望远镜，以“更清晰地识别超高能宇宙线的发射位置，迫近宇宙线源头成果的最终谜底”。

与此同时，曹臻介绍，中国迷信院正在机关建制化的钻研系统，将“拉索”、中国天眼、爱因斯坦探针卫星、“河汉画卷”巡天妄想等散漫起来，组成有机关的相助团队，从各个层面深入探寻宇宙线的源头。

除了降职探测能耐之外，“拉索”团队也在勤勉降职事实合成能耐。

“少许新的征兆，现有模子批注不了，这相对于不是把原来的旧工具翻进去，轻易比画比画就能搞定的。以是，这是一项临时使命。”曹臻说。

他介绍，为了发展新事实，“拉索”团队正在机关天下科研实力睁开宇宙线事实钻研。“‘拉索’相助组不光要把试验做好，还要把事实钻研做患上更深入，让‘拉索’的成果然正写进教科书，写到人类发展的历史中。”曹臻说。

相干论文信息：

https://doi.org/10.1016/j.scib.2023.12.040

https://doi.org/10.1038/s41586-021-03498-z

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.131.151001