在探索宇宙奥秘的征程中,一项重大科研成果引发了科学界的广泛关注。位于四川稻城县的国家重大科技基础设施——高海拔宇宙线观测站(LHAASO,简称“拉索”),在极端宇宙研究领域取得了突破性进展。由中国科学院高能物理研究所牵头,上海天文台等单位共同参与的科研团队,首次探测到来自银河系内伽马射线双星LSI+61303的超高能(>100TeV,即100万亿电子伏特)伽马射线信号。
宇宙线,这些来自外太空的高能粒子,其起源一直是科学界难以解开的“世纪谜题”。而寻找能够将粒子加速到拍电子伏特(PeV,1000万亿电子伏特)级别的极端天体(PeVatron),成为破解这一谜题的关键所在。由一颗大质量恒星和一颗致密星(如中子星或恒星级黑洞)组成的“伽马射线双星”,不仅是探究极端物理过程的天然实验室,更是潜在的宇宙线加速源。不过,在甚高能段(>0.1TeV),已知的双星系统数量十分有限。作为经典的伽马射线双星,LSI+61303此前观测到的最高能量仅约10TeV,更高能段是否存在辐射,一直是困扰科学界的未解之谜。
研究团队充分发挥“拉索”超高灵敏度和宽能段覆盖的独特优势,首次将LSI+61303的观测能谱拓展至200TeV,明确认定其为超高能伽马射线双星。与此同时,团队还发现,该系统的辐射流强会随着其约26.5天的轨道周期发生变化,并且这种“轨道调制”特征呈现出明显的能量依赖性,这一现象充分表明双星系统内部存在着复杂的物理过程。
从理论层面来看,当致密星靠近伴星时,即便周围存在大量可碰撞光子,强磁场也会使高能电子通过同步辐射迅速损失能量。这就意味着,传统的加速模型在这种狭小且强磁场的环境中,很难将电子加速到超高能段。然而,团队探测到的>100TeV光子却表明,在系统轨道的特定阶段,高能质子(强子)有可能克服重重阻碍,撞击周围致密的恒星风物质,进而产生这些超高能伽马射线。
“拉索”的这一重大发现,为LSI+61303这类系统作为潜在PeVatron提供了关键证据,也为极端物理环境下的粒子加速和辐射模型提供了全新的观测约束,同时为未来多信使天文学研究开辟了新的方向。











