恒星形成区域竟是低能宇宙线的重要源头?近日,一项由清华大学李菂教授团队主导的科研成果给出了关键证据。该团队联合安徽师范大学、中国科学技术大学等多家单位,依托“中国天眼”FAST对猎户座星云开展高精度原子氢观测,首次在分子云尺度上揭示了低能宇宙线产生与恒星形成活动之间的直接关联。相关论文已发表于国际权威期刊《天体物理学快报》。
低能宇宙线作为现代天体物理学百年未解之谜,其能量虽远低于高能宇宙线,却对星际介质化学演化与恒星形成过程起着决定性作用。传统研究因受限于观测手段,始终难以突破分子云尺度下的观测瓶颈。研究团队创新性地利用FAST的超高灵敏度,捕捉到猎户座分子云中原子氢的微弱信号,成功构建了低能宇宙线产生与恒星形成活动的动态模型。这一发现颠覆了以往对宇宙线起源的认知,表明恒星形成过程中产生的激波与高能活动,可通过注入能量驱动星际介质化学演化,形成除光辐射外照亮银河系的另一种机制。
研究还揭示了低能宇宙线传播的独特性。与高能宇宙线不同,其运动轨迹极易受银河系磁场结构与星际介质环境干扰。地球附近的日球层磁场更会屏蔽外部低能宇宙线,导致传统地面观测难以获取准确数据。FAST的原子氢观测技术为此提供了突破口——通过分析分子云中氢原子的多普勒频移,团队首次绘制出银河系大尺度低能宇宙线分布图,为理解其传播机制开辟了全新路径。
这项成果不仅填补了低能宇宙线起源研究的空白,更凸显了FAST在天文基础研究中的核心地位。其原创性观测方法与数据处理技术,为后续探索银河系能量循环、恒星形成反馈等重大科学问题提供了重要范式。随着FAST观测数据的持续积累,人类对宇宙线起源与演化的认知或将迎来新一轮突破。










