11月16日,位于甘孜州稻城县的高海拔宇宙线观测站(简称“拉索”)发布了两项科学成果:一是宇宙线质子能谱“膝”区显现超出预期的高能组分;二是观测到黑洞吸积驱动的微类星体是银河系中强大的粒子加速器,能将质子加速至拍电子伏(能量在1000万亿电子伏特以上),成为宇宙线高能组分的最可能的加速源。
两项成果分别发表于《科学通报》和《国家科学评论》。前一项成果以前所未有的精细度,测量了宇宙线质子的能谱,后者有力地推动了将微类星体视为“膝”区宇宙线可靠加速源的研究。
宇宙线是一种剥离了电子的原子核,它们如同夜空中的流星,不断以惊人的高速撞击着地球,它们的起源是当代天体物理学最重大的前沿科学问题之一。
上世纪50年代末,科学家在宇宙线能谱(宇宙线数量在粒子能量上的分布)中发现,当宇宙线能量达到3拍(千万亿)电子伏特,附近会出现一个独特的拐折结构,因形似人的膝盖,被称为“膝”结构,其深刻关联着宇宙线的来源和它们在宇宙空间中的旅行方式。
但近70年来,关于“膝”结构,一直未弄清其成因。此前,银河系内公认的宇宙线源是超新星遗迹,但观测和理论都发现它们无力将宇宙线加速到“膝”区及以上的高能量。此次成果认为,银河系内存在多种类的宇宙线源,黑洞是最有可能的宇宙线源之一,把宇宙线加速到“膝”区及以上的,是黑洞吸积驱动的微类星体,这不仅揭示了宇宙线起源的关键机制,也为理解黑洞系统的极端物理过程打开新窗口。(四川日报全媒体记者 高杲)