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国家大科学装置拉索有新发现,公布两项具有里程碑意义科学成果

我国破解宇宙线起源重大谜题

高海拔宇宙线观测站内的大型超高能伽马源立体跟踪装置

N北京晚报 新华社

我国科学家首次发现高能宇宙线新来源。昨天,我国高海拔宇宙线观测站(拉索)发布了两项具有里程碑意义的科学成果,揭示了宇宙线起源的关键机制,并为理解黑洞系统的极端物理过程开辟了一条新途径。

上述成果解开了困扰科学界近70年的难题。两项成果中,一项成果发现,“进食”的黑洞是能力超强的宇宙线加速器;另一项成果,刻画了宇宙线能谱的细节,表明“进食”的黑洞是银河系内宇宙线高能组分的主要贡献者。

宇宙线是来自外太空的带电粒子,主要成分为各种原子核,被称为传递宇宙大事件的“信使”。但宇宙线尤其是高能、超高能宇宙线的起源一直是待解之谜。在宇宙线的能谱(宇宙线数量在粒子能量上的分布)上,有一个关键转折点,大约在3千万亿电子伏处,宇宙线的数量会突然急剧减少。这个拐点因为形状酷似人的膝盖,被形象地称为“膝”。

“通常我们认为,银河系内产生的宇宙线在‘膝’的位置逐渐消失。也就是说,能量更高的宇宙线应当来自银河系外。”拉索项目首席科学家、中国科学院院士曹臻解释,要回答银河系内宇宙线的起源,就要解开“膝”的谜团,找到宇宙中粒子加速器能量的极限。拉索既能通过超高能伽马射线探测宇宙射线的源天体,也能对太阳系附近的宇宙线粒子进行精确测量。科研人员依托拉索采集的大量数据,筛选出大量高纯度质子样本,成功绘出误差极小的宇宙线能量分布图。更让科研团队惊喜的是,这些数据绘成的“膝”结构,第一次与具体类型的天体——黑洞喷流系统关联起来。对这种“粒子大炮”的认识,科研团队仍在持续深化。

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