宇宙线起源的探索一直是天文学领域的重大课题，而近日，国家重大科技基础设施高海拔宇宙线观测站“拉索”（LHAASO）在这一领域取得了关键突破。由中国科学院高能物理研究所领衔，上海天文台等多家单位共同参与的科研团队，首次探测到了来自银河系内伽马射线双星LS I +61° 303的超高能（>100 TeV，即100万亿电子伏特）伽马射线信号。这一成果于近日在线发表于国际权威学术期刊《物理评论快报》上。
宇宙线，作为来自外太空的高能粒子流，其起源问题被誉为“世纪谜题”。科学家们普遍认为，寻找那些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，是破解这一谜题的关键所在。而伽马射线双星，作为由一颗大质量恒星和一颗致密星（如中子星或恒星级黑洞）组成的特殊天体系统，正是探究极端物理过程和宇宙线加速机制的天然实验室。
LS I +61° 303，这颗早在20世纪60年代就在光学巡天中被发现的天体，长期以来一直是天文学家们关注的焦点。然而，尽管经过数十年的反复观测，人们对于它是否能够产生超高能辐射一直存在疑问。此前，对于LS I +61° 303的观测最高能量仅覆盖至10 TeV左右，更高能段的辐射是否存在，一直是个未解之谜。
“拉索”作为建在海拔4410米高原上的大型复合探测阵列，凭借其平方公里级的有效面积、宽视场以及全天候运行能力，为破解这一谜题提供了可能。科研团队利用“拉索”的超高灵敏度和宽能段覆盖优势，对LS I +61° 303进行了深入观测。他们通过收集并标记高能光子，成功勾勒出了在不同轨道位置（相位）上的光子流量分布。
研究结果显示，LS I +61° 303的观测能谱被首次推至200 TeV，从而认证了其为超高能伽马射线双星。科研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，且这种“轨道调制”特征具有明显的能量依赖性。这一发现强烈暗示，在系统轨道的特定阶段，可能是高能质子（强子）克服了重重阻碍，撞击周围致密的恒星风物质，从而产生了这些超高能伽马射线。
这一发现不仅为伽马射线双星作为潜在的极端天体提供了关键证据，也为极端物理环境下的粒子加速和辐射模型提供了新的观测约束。它让我们开始意识到，双星系统可能不仅仅是高能辐射源，更可能是逼近拍电子伏特量级的天然粒子加速器。这一突破性的研究成果，无疑将为未来的多信使天文学研究开辟新的方向。
