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拉索 中国科学家发现最高能量光子，开启“超高能伽马天文学”时代( 二 )


那时，通过中国西藏羊八井 ASg 实验，中日合作团队发现了能量高达 0.45PeV 的伽马射线。
就在 2020 年，仅基于 1/2 规模的“拉索”的不到一年的观测数据，科学家就能把 “超高能” 伽马射线源数量提升到 12 个。
突破三：能量超过 1 PeV 的伽马射线光子首现天鹅座区域
拉索 中国科学家发现最高能量光子，开启“超高能伽马天文学”时代
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对于第三个突破的意义，周宇峰认为：“这次的 PeV 伽马光子首次出现天鹅座区域和蟹状云星，具有明确的方向性，和以前的弥散光子有明显区别。对理解宇宙线的起源有里程碑式的贡献，对当前的一些宇宙线加速的经典理论提出了挑战。”
杨金民认为：“这次肯定了银河系内存在着能产生如此高能量的伽玛光子的源。”
作为非热辐射天体的代表，蟹状星云和天鹅座恒星形成区它们并不依赖于天体温度而产生辐射的天体，也就是说年轻的大质量星团、脉冲星风云和超新星遗迹，是银河系超高能宇宙线起源的最佳候选天体，因此可帮助破解宇宙线起源的 “世纪之谜”，这也是本次研究的第三个突破。
作为伽马天文学的一座里程碑，PeV 光子探测一直都是伽马天文发展的超强驱动力。20 世纪 80 年代，挑战 PeV 光子极限正是伽马天文学爆发式发展的重要诱因。
据悉，银河系在北天区的最亮区域，正是天鹅座恒星的形成区域，其蕴含多个具备大量大质量恒星的星团。这些大质量恒星的寿命的量级并不大，只有百万年左右，所以星团内部充斥着大量恒星的剧烈活动，由于其强激波环境非常复杂，因此是理想的宇宙线加速场所，并有着 “粒子天体物理实验室” 之称。
而在天鹅座恒星形成区，高海拔宇宙线观测站首次发现的 PeV 伽马光子，让天鹅座恒星形成区得以成为超高能宇宙线源的最佳候选者，这或将迎来 “世纪之谜” 的突破口。
总结来说，该发现颠覆了人类对银河系内超高能粒子加速的传统认知，“超高能伽马天文学” 新时代正式拉开帷幕。
李亮向 DeepTech 分析称，一般认为 PeV 伽马射线和宇宙射线起源的关系是非常密切的，也就是说如果能够对超高能伽马射线研究的比较透彻，能够解释它们的来源，那么宇宙射线的来源也就迎刃而解了。而一旦知道了宇宙射线的源头，就相当于破解了一个人类科学史上几百年来的重大谜团，无论是科学上和应用上的意义都很大。
他认为：“这次的结果非常棒，接下来，‘拉索’科学家们的研究方向应该是：1. 提高定位精度，“天鹅座区域和蟹状云星” 都是很大的区域，还要细化，这样才能有针对的进行研究；2. 积累更多数据，寻找超高能伽马射线的能谱分布规律和源的位置分布规律。热切期望‘拉索’团队带来更多更好的成果！”
“拉索” 的前世今生
拉索 中国科学家发现最高能量光子，开启“超高能伽马天文学”时代
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据悉， “拉索” 是国家重大科技基础设施，其位于四川省甘孜州稻城县海子山的海拔 4410 米处。
它是 “十二五” 期间启动的国家重大科技基础设施项目，也是捕捉宇宙线粒子这一 “天外来客” 的神器，更有助于破解 “新世纪科学研究的世纪谜题”。
宇宙线粒子，是来自宇宙空间的高能粒子。受到大气层的保护作用，在穿过大气层的过程中，大部分高能粒子的能量都会被吸收掉，正因此人类无法感受到人体感知宇宙线粒子的到访。
虽然无法被感受到，但却非常重要。宇宙线粒子是来自外太空的唯一物质样品，其携带着天体演化和宇宙早期的奥秘，被学界认为是传递 “宇宙大事件” 的信使、以及发现 “宇宙加速器” 的探针。
人类从最初研究宇宙线高能粒子，迄今已有一百多年，期间诞生了 5 位诺贝尔奖得主，但人类始终未能解释宇宙线高能粒子的起源、以及加速机制。美国国家科学技术委员会甚至将其列为 “新世纪科学研究的 11 个世纪谜题” 之一。
2008 年，中国科学家开启了建设“拉索”的前期预研，通过在中国高海拔地区进行的广泛选址和实地踏勘调研，稻城县海子山平均海拔为 4410 米的高地，成为观测站的站址。
可以捕捉粒子 “阵雨” 的高原 “天网”
拉索 中国科学家发现最高能量光子，开启“超高能伽马天文学”时代
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宇宙线，一般叫作 “银河陨石”，对于地球来说它是一个天外来客，肩负着传递宇宙大事件的 “青鸟传信” 功能。
高海拔宇宙线观测站占地 1.36 平方公里，航拍视角中的它就像群山中的一枚古铜钱，也因此被戏称为 “孔方兄”。

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