最新發現！解開宇宙線起源之謎更進一步

據媒體報道，近日，中日合作西藏 ASγ實驗觀測到迄今為止最高能量的彌散伽馬射線輻射，最高能量達 957 TeV, 接近 1PeV (1000萬億電子伏特)；這些超高能伽馬射線的方向並沒有指向已知的低能段伽馬射線源，而是瀰漫分布在銀盤（銀河系在天空的投影）上。

這是國際上首次發現拍電子伏特宇宙線加速器（「PeVatron」）在銀河系中存在的證據。該結果被美國物理學會（APS）評論為研究高能宇宙線起源「世紀之謎」的里程碑。

宇宙線是來自宇宙空間的高能粒子流，主要由質子和其他原子核組成。通常低於幾個 PeV能量的宇宙線被認為主要產生於銀河系內，而能將宇宙線加速到 PeV 能量的天體也被稱為是「拍電子伏特宇宙線加速器」。

根據理論模型，超新星遺迹、恆星形成區和銀河系中心的超大品質黑洞等是候選的「PeVatrons」，但迄今為止並沒有任何一個「PeVatrons」得到觀測證實，其主要困難在於，帶電的高能宇宙線粒子在銀河系傳播的過程中其運動方向會被磁場偏轉，無法通過直接探測搜尋其源頭方向。

高能宇宙線在傳播過程中與星際介質碰撞可以產生能量約為宇宙線母粒子能量十分之一的高能伽馬射線；高能伽馬射線不帶電，沿直線傳播。

這次ASγ實驗在銀盤上發現超高能彌散伽馬射線，其能譜特徵與PeV能量宇宙線和銀河系分子雲碰撞產生伽馬射線的模型預言相符，就像是「PeVatron」在銀河系內留下的一串串「足跡」，是「PeVatron」存在於銀河系的重要證據。

值得一提的是，今年3月2日，ASγ實驗組發現的SNR G106.3+2.7是銀河系中目前最強的一個候選「拍電子伏特宇宙線加速器」(「PeVatron」)。它的發現為解開超高能宇宙射線的起源之謎打開了重要窗口。