“拉索”揭示黑洞在宇宙线起源作用-腾讯网

2025年11月16日，中国科学院高能物理研究所发布一项震撼科学界的成果：依托位于四川稻城的高海拔宇宙线观测站“拉索”（LHAASO），科学家首次确认银河系内的黑洞系统是高能宇宙线的重要起源地。

这一发现不仅揭开了困扰人类近70年的谜题——宇宙线能谱中“膝”结构的成因，更重新定义了我们对宇宙极端能量来源的认知。

可以预见，随着更多微类星体被识别，宇宙线的完整起源图谱将逐步清晰。

而这一次，中国站在了揭示宇宙极端物理规律的最前沿。

黑洞不再是遥远而神秘的吞噬者，它们也是宇宙中最强大的能量引擎，塑造着星系的演化，也悄然影响着我们对自然极限的理解。

这些喷流如同宇宙中的巨型粒子加速器，能将质子加速至拍电子伏甚至更高能量。

以SS 433为例，这是人类发现的第一个微类星体，位于距地球约1.8万光年的超新星遗迹W50中心。

它的黑洞每13天绕伴星一周，喷流以26%光速持续喷出，塑造了“海牛星云”的奇特外形。

拉索观测到其周围存在超高能伽马射线，能量超过1PeV，正是被加速的高能质子与星际物质碰撞的产物。

另一个关键案例是V4641 Sgr，其黑洞喷流几乎正对地球，使观测信号更强。

拉索在此方向探测到高达0.8PeV的伽马射线，意味着其父辈质子能量超过10PeV。

这两个系统的共同特征表明，微类星体并非偶然现象，而是银河系内普遍存在的“超级加速器”。

它们的能量输出极为惊人——SS 433每秒释放约10³²焦耳能量，相当于每秒有400万亿颗“沙皇氢弹”同时爆炸。

若将这一能量集中于地球，不到一秒便可将其彻底汽化。

相比之下，太阳每秒释放的能量约为3.8×10²⁶焦耳，仅为SS 433的约1/2600。

这意味着，这个遥远黑洞的喷流，比整个太阳系的恒星加起来还要明亮两千多倍。

这种极端能量机制，正是传统超新星遗迹无法企及的。

因此，“拉索”的观测直接证明：微类星体才是宇宙线“膝”以上能段的主要贡献者，而超新星遗迹可能仅主导较低能量部分。

对公众而言，这项研究或许遥远，但它揭示的是我们所处宇宙的基本图景：在银河系深处，黑洞与恒星的共舞正持续释放着远超人类想象的能量。

这些粒子穿越星际空间，最终抵达地球，成为科学家解码宇宙奥秘的信使。

未来，“拉索”将与规划中的南半球观测站SWGO形成全球协同网络，实现全天候巡天。

同时，其数据已用于暗物质搜寻、量子引力效应检验等前沿探索。

“拉索”的突破在于，它首次在地面上精确分离出高纯度的宇宙线质子样本，并发现“膝”附近存在一个超出预期的“高能组分”。

更关键的是，这些高能粒子的分布与银河系内五个微类星体的位置高度吻合。

微类星体，是一种由恒星级黑洞与伴星组成的双星系统。

黑洞凭借强大引力，从伴星吸积物质，形成高速旋转的吸积盘。

部分物质未落入黑洞，反而被强磁场和极端引力沿自转轴方向喷射而出，形成接近光速的相对论性喷流。

这一发现的影响深远。

它不仅解决了宇宙线起源的核心难题，也标志着我国在高能天体物理领域实现从追赶到引领的跨越。

“拉索”作为全球最灵敏的超高能伽马射线探测装置，其成功运行体现了中国在大科学工程上的自主创新能力。

团队中青年科研人员占比超六成，多项核心技术实现国产化，仅用四年便建成世界最大宇宙线观测阵列，被誉为“中国速度”的典范。

所谓宇宙线，是不断从太空轰击地球大气的高能粒子，其中约90%为质子。

自1912年被发现以来，它们的来源始终是天体物理学的一大悬案。

尤其在能量约为3拍电子伏（3PeV）处，宇宙线能谱出现明显拐折，形似“膝盖”，被称为“膝”结构。

过去普遍认为，这是超新星遗迹加速能力的极限所致。

然而，长期观测并未发现足够证据支持这一假说。