科技日报记者 张梦然
天文学家利用3台不同波段的观测设备，在银河系天鹰座方向确认了一个神秘天体为宇宙“天然加速器”。该天体正源源不断地喷射出高速粒子，能量远超地球上任何人造加速器，相当于大型强子对撞机（LHC）的100倍。这一发现为探寻银河系最高能宇宙射线的起源提供了关键线索，相关研究成果发表于最新一期《天体物理学杂志》。
PeV（拍电子伏特）能量宇宙线是高能量的弥散伽马射线辐射，而能将宇宙线加速到PeV能量的天体就被称为“PeV加速器”。PeV加速器在宇宙中极难被探测。一方面，高能质子在星际磁场中传播时路径会发生偏转，无法反向追溯到源头；另一方面，快速运动的电子同样能产生较低能量的伽马射线，需要区分这两种可能。我国的高海拔宇宙线观测站（LHAASO，“拉索”）曾发现并报告了43个亚PeV伽马射线源，这些源是目前PeV加速器最有前途的候选者。
此次调查的天体被命名为LHAASO J1912+1014u，最初被归类为一处超新星遗迹，但随后多个天文台探测到从该天体喷出的伽马射线流，促使天文学家重新评估其性质。伽马射线通常是加速粒子与周围气体碰撞的产物，天文学家怀疑这应是一个能够将质子加速至拍电子伏特量级的PeV加速器。
鉴于此，包括日本广岛大学天体物理学家在内的研究团队决定以“三箭齐发”的力量展开分析——他们整合了3台分别对电磁波谱不同波段敏感的观测设备数据：美国国家航空航天局（NASA）的费米大面积望远镜、日本的FUGIN射电望远镜，以及NASA的钱德拉X射线天文台。通过构建详细的多波段模型，团队排除了电子作为伽马射线源的可能性，确认LHAASO J1912+1014u 是一个宇宙射线质子PeV加速器。
宇宙射线是主要以质子形式存在的高速高能粒子，其能量以电子伏特计量。银河系宇宙射线的最高能量可超过1 PeV，这种惊人的能量使其在天文学和天体物理学中占据重要地位。
尽管现已确认该天体具备将质子加速到破纪录能量的能力，但这台“天然加速器”背后究竟是怎样的天体，目前仍是未解之谜。不过，这项研究的更大价值在于方法论的突破——通过数据整合，天文学家如今已经掌握了搜寻和识别PeV加速器的有效路径。除了LHAASO J1912+1014u，银河系中还散布着数十个可能的质子 PeV 加速器候选源，有待后续观测逐一确认。
这一进展有望帮助科学家进一步理解那些以接近光速穿行于星际空间、并深刻影响银河系诸多天体活动的高能粒子的真正起源。
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