在浩瀚无垠的宇宙中,无数微观粒子以接近光速的速度穿梭飞行,这些粒子被科学家们称为宇宙线。自宇宙线被发现以来,科研人员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,存在一个独特且引人关注的拐折结构,因其外形酷似人的膝盖,所以被形象地命名为“膝”结构。尽管这一现象早在近70年前就已被发现,但其背后的物理成因却始终是科学界的一个未解之谜。
近期,中国科学院高能物理研究所的科研团队取得了重大突破。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,在银河系内发现了五个具有强大粒子加速能力的微类星体。这些微类星体由黑洞和正在被黑洞吸积的恒星构成。
黑洞拥有强大的吸积能力,会不断吞噬其旁边的恒星。在这个过程中,黑洞会释放出高能量的粒子喷流,其每秒释放的能量极为惊人,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释放的能量。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“产生器”。
这一研究成果意义重大,它为理解黑洞在宇宙线起源中所扮演的角色提供了关键的观测证据。对于人们深入认识黑洞系统的极端物理过程以及宇宙线的起源,都有着不可忽视的作用,也将有力推动我国天体粒子物理研究迈向新的高度。









