宇宙线起源研究取得重大突破，高海拔宇宙线观测站（LHAASO，简称拉索）近日公布两项关键科学发现。由中国科学院高能物理研究所牵头的国际团队首次证实，银河系内存在一类新型粒子加速器——黑洞驱动的微类星体，其加速质子的能量可达拍电子伏（PeV）量级，并成功揭示宇宙线质子能谱"膝区"的神秘结构。
研究团队通过对SS 433、V4641 Sgr等五个微类星体的系统观测，首次捕捉到这些天体产生的超高能伽马射线。其中SS 433的辐射特征尤为显著，其辐射区域与巨型原子云完全重合，表明这些高能光子源自黑洞加速的质子与星际物质的剧烈碰撞。数据显示，该系统加速质子的能量突破1PeV阈值，总功率达每秒10³²焦耳量级，相当于每秒燃烧约300吨标准煤释放的能量。
另一重要发现来自V4641 Sgr，其辐射的伽马射线能量峰值达0.8PeV，成为继SS 433之后第二个"超级PeV粒子加速器"。这意味着产生这些光子的原始粒子能量超过10PeV，远超此前认知。这项发现破解了困扰学界数十年的难题：传统认为的超新星遗迹虽能加速粒子，但无法将宇宙线提升至"膝区"（约3PeV）以上的能量水平。
宇宙线能谱的"膝区"因其形状酷似人类膝盖而得名，该区域能量高于3PeV的宇宙线数量骤减。拉索团队通过复合型探测器阵列，采用多参数筛选技术从海量数据中提取出高纯度质子样本，首次精确绘制出"膝区"质子能谱。测量结果显示，能谱结构存在显著异常，在预期能量分布之外出现新的高能组分，直接指向黑洞喷流系统的加速作用。
拉索的独特设计为此次突破奠定基础。其地面探测阵列既能通过伽马射线定位宇宙线源头，又可精确测量太阳系周边宇宙线粒子的能量分布。这种双重观测模式使科学家首次在观测层面将"膝区"结构与黑洞喷流系统建立关联，证实微类星体的加速能力远超超新星遗迹，能够产生跨越"膝区"的高能宇宙线。
两项发现形成完整证据链：微类星体作为新型粒子加速器的加速极限显著高于传统天体，其产生的PeV能段质子构成宇宙线的主要成分。这项研究不仅为"膝区成因"这一困扰学界近七十年的谜题提供关键线索，更通过观测证据确立了黑洞在宇宙线起源中的核心地位。随着数据积累，科学家有望进一步揭示极端天体环境中的粒子加速机制。
