11月16日，封面新聞記者從中國科學(xué)院獲悉，位于四川省稻城縣的高海拔宇宙線觀測站“拉索”（LHAASO）首次系統(tǒng)性探測到五個由黑洞和伴星相互作用形成的微類星體的超高能伽馬射線信號，產(chǎn)生這些輻射的粒子能量處于宇宙線能譜的“膝”區(qū)。相關(guān)科研成果11月16日在學(xué)術(shù)期刊《國家科學(xué)評論（英文）》及《科學(xué)通報（英文版）》發(fā)表。

“拉索”全景航拍圖。圖據(jù)中國科學(xué)院高能物理研究所

高能伽馬射線源，被認(rèn)為是宇宙線起源線索。在廣闊的宇宙中，無數(shù)以近光速飛行的微觀粒子穿梭不息，稱之為宇宙線。宇宙線自從被發(fā)現(xiàn)以來，通過空間和地面的實驗探測，科學(xué)家們繪制出了宇宙線全粒子能譜。在能譜上有一個獨特的拐折結(jié)構(gòu)，因其形似人的膝蓋，所以被稱為“膝”結(jié)構(gòu)。這一現(xiàn)象其實已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)近70年，但是其物理成因一直是未解之謎。

中國科學(xué)院高能物理研究所曹臻院士科研團(tuán)隊依托大科學(xué)裝置“拉索”的超高靈敏度，發(fā)現(xiàn)銀河系內(nèi)存在五個具有強(qiáng)大粒子加速能力的微類星體。這些微類星體是由黑洞和正在被黑洞吸積的恒星組成。

黑洞利用其強(qiáng)大的吸積作用，不斷吞噬著它旁邊的恒星，與此同時黑洞中還不斷釋放出高能量的粒子噴流，其每秒釋放的能量大約相當(dāng)于四百萬億顆地球上最大威力氫彈的能量。這就成為高能量宇宙線粒子的“產(chǎn)生器”。同時，拉索還發(fā)現(xiàn)了宇宙線質(zhì)子能譜在“膝”附近一個超出預(yù)期的“高能組分”。兩項成果相互印證，為科學(xué)界此前監(jiān)測到的宇宙線全粒子能譜上能量拐折“膝”結(jié)構(gòu)的來源與成因提供了最佳詮釋，也使得黑洞成為這些高能量宇宙線源的最佳候選者。

這項發(fā)現(xiàn)表明，微類星體是強(qiáng)大的“粒子加速器”，可將宇宙線加速至“膝”及以上的高能量，為破解困擾學(xué)界多年的宇宙線“膝”形成之謎提供了關(guān)鍵的觀測證據(jù)，并為最終解決這一難題指出了新的突破方向。

封面新聞記者 趙雨笙