点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:“拉索”新发现!首次认证超级宇宙线源在天鹅座“泡泡”中
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

“拉索”新发现!首次认证超级宇宙线源在天鹅座“泡泡”中

来源:光明网2024-02-26 10:11

  宇宙线是从外太空来的带电粒子,其主要成分为质子。宇宙线的起源是当代天体物理学最重大的前沿科学问题之一。

  高海拔宇宙线观测站(LHAASO,“拉索”)在天鹅座恒星形成区发现了一个巨型超高能伽马射线泡状结构,历史上首次找到能量高于1亿亿电子伏的宇宙线的起源天体。该成果于2月26日以封面文章的形式在《Science Bulletin》(《科学通报》)上正式发表。

“拉索”新发现!首次认证超级宇宙线源在天鹅座“泡泡”中

  该研究工作由中国科学院高能物理研究所牵头的LHAASO国际合作组完成,中国科学院院士、高能物理研究所研究员曹臻,高能物理研究所的博士研究生高川东、李骢副研究员,南京大学的柳若愚研究员,中国科学技术大学的杨睿智教授为论文的共同通讯作者。

  过往的观测发现,宇宙线的能谱(即宇宙线数量在粒子能量上的分布)在1千万亿电子伏附近呈现出一个拐折结构,因其形状类似膝关节而被称为宇宙线能谱的“膝”。科学家们认为,能量比“膝”低的宇宙线起源于银河系内的天体,而“膝”的存在也表明银河系大部分的宇宙线源加速质子的能量极限在1千万亿电子伏左右。然而,究竟何种天体能把宇宙线能量加速到这么高能量,形成“膝”的能谱结构,仍然是一个未解之谜,也是近年来宇宙线研究中最引人关注的课题之一。

“拉索”新发现!首次认证超级宇宙线源在天鹅座“泡泡”中
宇宙线全粒子能谱

  此次论文通讯作者之一、中国科学院院士、高能物理研究所研究员曹臻介绍,拉索此次在天鹅座恒星形成区发现的巨型超高能伽马射线泡状结构,内有多个能量超过1千万亿电子伏的光子分布其中,最高达到2千万亿电子伏。一般来说,产生能量为2千万亿电子伏的伽马光子,需要能量至少高10倍的宇宙线粒子。因此,这表明泡内部存在超级宇宙线加速器,源源不断地产生能量至少达到2亿亿电子伏的高能宇宙线粒子,并注入到星际空间。

  曹臻解释说,这些高能宇宙线与星际空间中的气体物质发生碰撞产生伽马光子,光子的数目与周围气体的分布呈现清晰的关联,而位于泡中心附近的大质量恒星星团(Cygnus OB2星协)则是超级宇宙线加速器最可能的对应天体。

“拉索”新发现!首次认证超级宇宙线源在天鹅座“泡泡”中

伽马射线泡

  星协是由很多表面温度超过约3万5千度的恒星(O型星)和表面温度超过约1万5千度的恒星(B型星)这类年轻、炽热的大质量恒星组成密集星团。这些恒星的辐射强度是太阳的百倍至百万倍,巨大的辐射压将恒星表面物质吹出,形成了强烈的星风,速度可达每秒上千公里。星风与周围星际介质的碰撞以及星风之间的猛烈碰撞产生了强激波、强湍流的极端环境,成为强大的粒子加速器。这是迄今为止人们能够认证的第一个超级宇宙线加速源,随着观测时间的增加,拉索将可能探测到更多的千万亿电子伏乃至更高能量宇宙线的加速源,有望解决银河系宇宙线起源之谜。

  拉索还根据观测推断出泡内超级宇宙线加速器使得周边星际空间的宇宙线密度显著高于银河系内宇宙线的平均水平。其所影响的空间范围甚至远超目前观测到的气泡尺度,为拉索此前探测到的银河系弥散伽马射线辐射的超出提供了一种可能的解释。

“拉索”新发现!首次认证超级宇宙线源在天鹅座“泡泡”中

位于海拔4410米高原的高海拔宇宙线观测站(LHAASO)

  拉索是以宇宙线观测研究为核心的国家重大科技基础设施,位于四川省稻城县海拔4410米的海子山,是由5216个电磁粒子探测器和1188个缪子探测器组成的一平方公里地面簇射粒子探测器阵列、7.8万平方米水切伦科夫探测器阵列以及由18台广角切伦科夫望远镜组成的复合阵列。拉索于2021年7月建成并开始高质量稳定运行,是国际上最灵敏的超高能伽马射线探测装置。设施的运行由中国科学院高能物理研究所承担,采用通用的国际合作模式,实现设施平台与观测数据的开放共享。目前,已有32个国内外天体物理研究机构成为拉索的国际合作组成员单位,成员约280人。(宋雅娟 肖春芳)

 

[ 责编:蔡琳 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 乡村“跑腿员” 把过年的“牵挂”送回家

  • 精细服务让春运出行更顺畅

独家策划

推荐阅读
装上智能仿生手,截肢患者可以轻松拿起水杯喝水;高位截瘫患者用意念移动电脑光标,操控轮椅,指挥机器狗取外卖……
2026-02-13 09:50
凌晨2时,南昌西动车组运用一所检修库内灯光如昼。“接触网已断电,安全措施准备完毕,申请登顶!”确认许可后,国铁南昌局电务段南昌西车载设备车间工长曹准与工友一前一后登上动车组车顶,对北斗天线进行全面“体检”。
2026-02-13 09:45
近日,广西涠洲岛海域发生渔船撞击布氏鲸事件,鲸鱼受伤的画面令人揪心。虽然撞鲸的并非观鲸船,但这起事件也给正处于旺季的观鲸游敲响警钟——负责任地观鲸,有边界地亲近,人与自然和谐共生图景才能真正长久。
2026-02-13 09:43
核光钟通过真空紫外激光诱导原子核跃迁,具备更高精度与强抗干扰能力,且可实现便携化应用。但研制核光钟的道路上的一个核心瓶颈,是无法研制出能激发核跃迁的连续波激光光源。
2026-02-13 09:42
2021年,王勤团队开始研发低成本、适用于牧场环境的马匹体形自动测定设备。王勤团队搜集了全球90个马群体、近40个品种的基因组信息,构建了包含2000多个个体的参考面板——这是目前全球规模最大的马基因组参考数据库。
2026-02-13 09:36
一纸锦旗山水间,杏林春暖绿意长。
2026-02-12 11:01
金星与地球大小相近,同样诞生于太阳系内侧,却有着截然不同的命运。
2026-02-12 09:41
科技部十司相关负责同志解读《调查处理规定》。
2026-02-12 09:38
《细胞》封面:猕猴屏状核细胞分类与全脑联接图谱。在当前脑图谱大科学计划研究目标迈进绘制非人灵长类介观脑图谱的关键阶段,中国科学家仍在进一步集聚全球力量,持续扩大“朋友圈”。
2026-02-12 09:25
据悉,在战略上,植物星球计划还将整体提升全球生物多样性保护和实现碳中和的生态能力,构建植物科学领域全球大科学命题国际合作的新格局。
2026-02-12 09:17
马年将至,作为一种兼具力量与速度的动物,马正受到格外的关注。
2026-02-12 09:12
工业和信息化部等五部门近日印发《关于加强信息通信业能力建设支撑低空基础设施发展的实施意见》。加强监管能力体系建设,规划无人机专用号段,推动“一机一码一号”能力建设,探索标识解析在无人机领域的应用,形成无人机通信资源精细化管理。
2026-02-11 09:25
全球森林逐渐被快生树木主导,而稳定生态系统的慢生树种正在消失。“我们关注的是极为独特的物种,它们主要集中在生物多样性丰富、生态系统联系紧密的热带和亚热带地区。“此外,在现在和未来受到干扰的地区,非本地物种可能会加剧对光、水和养分的竞争,从而使本地树木更难生存。
2026-02-11 09:32
中国科学院动物研究所研究员王红梅带领的“灵长类胚胎发育的规律解析与体外模拟团队”,用27年的接力攻坚,把灵长类早期胚胎发育这个看不见、摸不着的“黑匣子”,变成了清晰可见的“生命剧本”。
2026-02-11 09:32
截至1月28日,“横竖都是世界第一”的贵州花江峡谷大桥累计接待游客突破130万人次,通行车辆超20万辆次,持续为区域发展注入新动能。大桥带来的发展溢出效应令人瞩目,而深入大桥肌理探查,你会发现,支撑起这座庞然大物的每根细钢丝,全部都是“中国造”。
2026-02-11 09:31
针对常见的饮食误区,杨爱明特别提醒,不建议采用“不吃主食”或“用水果代替主食”的方法来控制体重。对于肠胃功能较弱的人群,应避免过冷、过烫、过辣、过咸食物的刺激,切忌暴饮暴食,并尽量保持规律的进餐时间,以防加重原有胃肠问题。
2026-02-11 09:24
近日,市场监管总局(国家标准委)批准发布《中医体质分类与判定》推荐性国家标准。
2026-02-10 09:44
聚集相关企业300余家,机器人产业链规模超百亿元……北京亦庄,为何扎堆这么多机器人企业?
2026-02-10 09:42
“十四五”时期,我国全社会研发经费投入年均增长10%,研发经费投入强度提高0.44个百分点。
2026-02-10 09:41
日前,我科研团队在国际学术期刊《科学》发表论文《多尺度泛基因组图谱赋能混合倍性甘蔗的基因组解析》,为甘蔗高产优质育种提供了全新“基因资源地图”与核心分析工具。
2026-02-10 09:34
加载更多