在浩瀚无垠的宇宙中,存在着无数以接近光速飞行的微观粒子,它们被科学家们命名为宇宙线。自宇宙线被发现以来,科学家们借助空间与地面的实验探测手段,绘制出了宇宙线全粒子能谱。在这个能谱上,有一个独特的拐折结构,因其形状酷似人的膝盖,而被形象地称为“膝”结构。这一现象早在近70年前就已被发现,然而其背后的物理成因,却一直是科学界悬而未决的谜题。
近期,中国科学院高能物理研究所传来重大科研突破。曹臻院士带领的科研团队,依托大科学装置高海拔宇宙线观测站(LHAASO,拉索)所具备的超高灵敏度,在银河系内有了惊人发现:存在五个具有强大粒子加速能力的微类星体。这些微类星体是由黑洞与正在被其吸积的恒星共同构成。
黑洞拥有极为强大的吸积作用,它如同一个贪婪的“吞噬者”,不断将旁边的恒星物质吸入自身。与此同时,黑洞还会释放出高能量的粒子喷流,其每秒释放的能量堪称惊人,大约相当于四百万亿颗地球上威力最大的氢弹同时爆炸所产生的能量。如此巨大的能量释放,使得黑洞成为了高能量宇宙线粒子的“制造工厂”。
这一研究为深入理解黑洞在宇宙线起源过程中所扮演的角色,提供了极为关键的观测证据。它对于人们认识黑洞系统的极端物理过程,以及探寻宇宙线的起源,都有着至关重要的意义,也将有力推动我国天体粒子物理研究迈向新的高度。











