中国科学院高能物理研究所联合国内外多家科研机构,依托国家重大科技基础设施高海拔宇宙线观测站(LHAASO,简称“拉索”),在天鹅座方向发现了一例特殊双星系统(Cygnus X-3)产生的超高能宇宙线现象。该系统由黑洞或中子星与大质量伴星组成,当致密天体疯狂吸积伴星物质并吹出强烈星风时,释放出能量高达30PeV(1PeV=10¹⁵电子伏特)的光子,刷新了人类对宇宙粒子加速器能量上限的认知。
科研团队通过拉索观测到,该天体发出的伽马射线能量远超当前理论模型预测,其能谱特征与精确时变规律形成多重证据链。数据显示,当双星系统处于GeV波段(1GeV=10⁹电子伏特)爆发期时,拉索同步探测到超高能(>10¹⁴电子伏特)伽马信号的显著增强;而在GeV平静期,高能信号则完全消失。这种能量跨度达百万倍的关联爆发现象,首次证实了极端天体活动与超高能宇宙线的直接联系。
更引人注目的是,观测数据显示信号存在4.8小时的周期性变化,与双星相互绕转的轨道周期完全吻合。通过精确分析这种轨道调制效应,科研人员将粒子加速区域锁定在约3个太阳半径的极小范围内,创造了宇宙线源定位精度的世界纪录。这一成果为研究黑洞、中子星等致密天体周围的极端物理环境提供了全新视角。
该发现首次认证了具有时变特征的超高能伽马射线源,标志着超高能时域天文学这一新兴领域的诞生。通过追踪天体活动的时序变化,科学家得以直接观测黑洞吸积物质、喷流形成等瞬态物理过程,为构建更完整的宇宙线起源理论奠定了观测基础。相关数据已通过国际权威期刊发表,引发天文学界广泛关注。











