LHAASO科學團隊指出微類星體為銀河系高能宇宙射線主要加速源

中國科學院高海拔宇宙線觀測站（LHAASO）的科學團隊近期提出一項重要論點，指出微類星體極有可能是加速銀河系內劇烈宇宙射線的關鍵機制。微類星體本質上是由黑洞與其伴星構成的雙星系統，它們在吸積物質過程中會產生強大的相對論性噴流，被視為高效的粒子加速器。此研究成果為了解決困擾現代天體物理學界的宇宙射線起源難題，提供了關鍵性的觀測證據。

LHAASO的科學家，其中包括首席研究員曹臻院士，透過系統性觀測，首次將宇宙線能譜中關鍵的「膝區」（約3 PeV的能量轉折點）與特定天體類型——黑洞噴流系統——直接關聯起來。傳統觀點主要將宇宙線歸因於超新星遺蹟，但觀測與理論顯示，超新星遺蹟難以將粒子加速至「膝」區或更高能級。LHAASO的複合型探測器陣列，包含一平方公里的地面簇射粒子陣列（KM2A）和廣角切倫科夫望遠鏡陣列（WFCTA），使研究人員能夠精確測量宇宙線質子能譜，揭示出超出預期的「高能組分」，明確指向微類星體是PeV（拍電子伏）能段宇宙線的主要貢獻者。相關研究成果已發表於《國家科學評論》和《科學通報》等學術期刊。

LHAASO的觀測數據涵蓋了從低於1 TeV到超過1 PeV的寬廣能量範圍，其核心目標是探索高能宇宙線的起源。該觀測站坐落於四川省稻城縣海子山，平均海拔4410米，於2021年7月全陣列建成並投入運行。研究團隊首次系統性地探測到來自五個微類星體的超高能伽馬射線訊號，包括SS 433、V4641 Sgr、GRS 1915+105、MAXI J1820+070以及Cygnus X-1。例如，來自V4641 Sgr的伽馬射線能量已達到0.8 PeV，證實其為一個「超級PeV粒子加速器」。

在對SS 433的分析中，觀測到的超高能輻射與周圍的巨型原子雲重合，強烈暗示這些高能伽馬射線是由被黑洞加速的PeV質子與周圍物質碰撞所產生。此發現為宇宙線「膝區」的成因提供了關鍵的觀測佐證，並為理解黑洞系統中的極端物理過程開闢了新的研究途徑。曹臻院士總結，這些研究成果極大地增進了對宇宙線起源機制的理解，並為檢驗基礎物理學理論提供了寶貴的極端條件下的實驗數據。