這一成果由中國科學院高能物理研究所牽頭的“拉索”國際合作組完成，于2月26日以封面文章的形式發(fā)表在學術(shù)期刊《科學通報》上。

中國科學院院士、中國科學院高能物理研究所研究員曹臻，是論文的通訊作者之一。據(jù)他介紹，宇宙線是從外太空來的帶電粒子，其主要成分為質(zhì)子。一般認為，銀河系大部分的宇宙線源加速質(zhì)子的能量極限在1千萬億電子伏左右。然而，宇宙線從何而來？究竟何種天體能把它加速到這么高能量？對于這些問題，有很多理論猜測，但都沒有可靠的觀測結(jié)果。

“拉索”此次在天鵝座恒星形成區(qū)發(fā)現(xiàn)一個巨大的“氣泡”——巨型超高能伽馬射線泡狀結(jié)構(gòu)，其內(nèi)有多個能量超過1千萬億電子伏的光子分布其中，最高達到2千萬億電子伏。一般來說，產(chǎn)生能量為2千萬億電子伏的伽馬光子，需要能量至少高10倍的宇宙線粒子，“這表明‘氣泡’內(nèi)部存在超級宇宙線加速器，源源不斷地產(chǎn)生能量至少達到2億億電子伏的高能宇宙線粒子，并注入星際空間”。文章的共同通訊作者、中國科學技術(shù)大學教授楊睿智解釋：“這些高能宇宙線與星際空間中的氣體物質(zhì)發(fā)生碰撞產(chǎn)生伽馬光子，光子的數(shù)目與周圍氣體的分布呈現(xiàn)清晰的關聯(lián)，而位于‘氣泡’中心附近的大質(zhì)量恒星星團，則是超級宇宙線加速器最可能的對應天體。”

在這個大“氣泡”中，有很多表面溫度達到數(shù)萬度的恒星。它們的輻射強度是太陽的百倍至百萬倍，巨大的輻射壓將恒星表面物質(zhì)吹出，形成了強烈的星風，速度可達每秒上千公里。星風與周圍星際介質(zhì)的碰撞以及星風之間的猛烈碰撞產(chǎn)生了強激波、強湍流的極端環(huán)境，成為強大的粒子加速器。

據(jù)曹臻介紹，研究組還根據(jù)觀測，推斷出“氣泡”內(nèi)超級宇宙線加速器使得周邊星際空間的宇宙線密度顯著高于銀河系內(nèi)宇宙線的平均水平，其所影響的空間范圍甚至遠超目前觀測到的“氣泡”尺度。“這一結(jié)果也為“拉索”此前探測到的銀河系彌散伽馬射線輻射的超出，提供了一種可能的解釋。”

“拉索”是國際上最靈敏的超高能伽馬射線探測裝置，是最強的地面宇宙線“捕手”，隨著數(shù)據(jù)的積累，它有望揭開更多宇宙線的奧秘。曹臻說：“這是迄今為止人們能夠認證的第一個超級宇宙線加速源。未來，“拉索”可能探測到更多的千萬億電子伏乃至更高能量宇宙線的加速源，有望揭開銀河系宇宙線起源之謎。”