隨著研究人員在我們(men) 的銀河係中發現了十幾個(ge) 超強天然粒子加速器，我們(men) 距離解決(jue) 這個(ge) 已有百年曆史的宇宙奧秘又近了一步。這些發現可以幫助天文學家了解宇宙線的起源。宇宙線，即以接近光速的速度在太空中飛行的帶電粒子和原子核，同時也充滿著令人難以置信的能量。

　　根據NASA的說法，1912年發現的宇宙線，幾乎來自銀河係的每一個(ge) 方向，然而科學家們(men) 還是沒有辦法確定這些宇宙線到底是如何達到它們(men) 的超快速度的。

　　西南交通大學的天體(ti) 物理學家劉四明教授表示，許多研究人員懷疑，大質量恒星在超新星爆發時會(hui) 拋射出宇宙線。他說，在這類事件中，“恒星在兩(liang) 個(ge) 月內(nei) 釋放的能量，相當於(yu) 恒星一生釋放的能量。”

　　但是，劉四明說，即便像超新星爆發這樣強大的爆炸，能夠向宇宙線傳(chuan) 遞的能量依然不到1拍電子伏（或1千萬(wan) 億(yi) 電子伏）。而天文台捕捉到的超高能宇宙線所攜帶的能量已然超過了1拍電子伏，並且到目前為(wei) 止沒有人可以弄清楚這些宇宙線來自何方。

　　劉四明解釋說，尋找宇宙線的來源一直很困難，因為(wei) 銀河係中大量的磁場會(hui) 導致這些帶電實體(ti) 行進軌跡發生偏轉。他補充說，這就意味著，地球上捕捉到的宇宙線，不會(hui) 直接指向它的來源點。

　　但是，當宇宙線從(cong) 發射源噴射而出的時候，它們(men) 會(hui) 與(yu) 周圍氣體(ti) 相互作用，並生成帶有宇宙線十分之一能量的伽馬射線。伽馬射線不帶電，因此可以直線傳(chuan) 播，這便為(wei) 研究人員提供了一種尋找它們(men) 來自何方的途徑。

　　為(wei) 此，劉四明和同事們(men) 一起使用科技基礎設施“高海拔宇宙線觀測站（LHAASO）”間接地觀察伽馬射線光，伽馬射線撞擊地球大氣層的時候，會(hui) 產(chan) 生大量粒子，為(wei) LHAASO的數千個(ge) 探測器捕獲，這些粒子最終會(hui) 擴散到近1平方公裏的區域。

　　盡管數據僅(jin) 來自一半的陣列運行，但這些數據仍足夠揭示出遍布銀河係中的十幾個(ge) 宇宙線來源。由於(yu) 能夠向亞(ya) 原子粒子傳(chuan) 遞拍電子伏的能量，這些來源被稱為(wei) “拍電子伏特宇宙線加速器（PeVatron）”。這些加速器，要比地球上最大的粒子加速器大型強子對撞機（LHC），強大至少100倍。

　　該研究團隊還探測到了有史以來最高能的伽馬射線光子，其攜帶的能量達到了1.4拍電子伏。這些發現於(yu) 5月17日發表在《自然》雜誌上。

　　這次發現的拍電子伏特宇宙線加速器中還包含一些我們(men) 熟悉的天體(ti) ，比如蟹狀星雲(yun) 。眾(zhong) 所周知，蟹狀星雲(yun) 中心是一顆死去的恒星殘骸，即脈衝(chong) 星，這顆脈衝(chong) 星或許就是宇宙線的加速器。不過，名單中還包括天鵝座內(nei) 的一個(ge) 非常活躍的恒星形成區域，這片區域讓研究人員犯了難，弄不清楚到底是其中的哪個(ge) 物體(ti) 釋放出如此強大的粒子。

　　劉四明解釋說，LHAASO隻能定位到幾十或者幾百光年內(nei) 的PeVatron源，所以目前依然很難確切地知道每個(ge) 區域中到底是哪個(ge) 物體(ti) 導致了粒子加速。

　　即便如此，德國馬克斯·普朗克物理學研究所的天體(ti) 粒子物理學家雷明克·米爾佐揚表示：“這是我們(men) 邁出的重要一步。”米爾佐揚繼續補充說，LHAASO馬上將比此前的同類望遠鏡大四倍，進而開啟超高能觀測的新時代。

　　米爾佐揚參與(yu) 了另一項合作，該合作旨在在南半球建造一個(ge) 相似的設施，以研究超高能宇宙線來源。他說，通過將來自該設施的信息，與(yu) 觀測電磁波頻譜的望遠鏡和觀測中微子的望遠鏡提供的數據相結合，該領域的研究人員或許有望在未來十年內(nei) 弄清楚這些神秘宇宙線的來源。

　　劉四明認為(wei) ，未來，LHASSO和其他設施的觀測，有望幫助我們(men) 解答宇宙線達到如此驚人之速度和能量的奧秘。他說：“我們(men) 希望可以解決(jue) 這個(ge) 問題。這些天文台為(wei) 我們(men) 解答這個(ge) 問題提供了可能性。”

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