人类首次发现银河系超高能宇宙线源存在证据

据中央广播电视总台中国之声《新闻纵横》报道，宇宙中各种各样的射线给我们带来了探索宇宙奥秘的钥匙。100多年前，科学家发现了宇宙射线，但它的起源问题一直没有确切的答案。近日，西藏羊八井中日合作ASγ实验观测到迄今为止最高能量的伽马射线辐射，最高能量接近1PeV（1000万亿电子伏特）。这是人类首次发现超高能宇宙线源存在于银河系的证据。这一成果被美国物理学会评论为研究高能宇宙线起源“世纪之谜”的里程碑。为什么说这一发现具有里程碑的意义呢？

西藏ASγ实验团队观测到的超高能弥散伽马射线事例在银道坐标系下的分布。这些超高能弥散伽马射线的能量在400TeV到1PeV之间，表现出向银盘（图中水平中线）集中分布的特点。灰色阴影区域是ASγ实验无法观测的区域。背景色轮廓显示了银河系坐标中氢原子的分布（央广网发 图片来源：中科院高能物理研究所）

高能宇宙线起源是一个世纪未解之谜。宇宙线是来自宇宙空间的高能粒子流，主要由质子和其他原子核组成。通常低于几个PeV能量的宇宙线被认为主要产生于银河系内，而能将宇宙线加速到PeV能量的天体也被称为是“拍电子伏特宇宙线加速器”。到底什么是“拍电子伏特宇宙线加速器”呢？中国科学院高能物理研究所研究员黄晶解释：“宇宙射线指的是带电粒子。它是粒子，但宇宙线加速器指的是剧烈爆发天体的现象。电子伏特（eV）是能量的单位，代表一个电子经过1伏特的电位差加速后所获得的动能。比如1PeV相当于医学诊断用的X射线能量的1000亿倍。太阳也是宇宙线源，只不过它是低能的宇宙线源，只能加速宇宙线达到10的9次方电子伏特，而‘拍电子伏特宇宙线加速器’是10的15次方电子伏特。”