宇宙線起源研究迎來重大突破！高海拔宇宙線觀測站（LHAASO，拉索）近日公布兩項(xiàng)顛覆性發(fā)現(xiàn)，首次證實(shí)黑洞驅(qū)動的微類星體是銀河系內(nèi)最強(qiáng)大的粒子加速器，成功破解困擾學(xué)界近七十年的"膝區(qū)成因"謎題。這項(xiàng)研究不僅重新定義了宇宙線加速機(jī)制，更開辟了通過黑洞極端物理過程探索宇宙的新維度。

觀測團(tuán)隊(duì)通過拉索的復(fù)合型探測陣列，首次系統(tǒng)性捕捉到來自五個微類星體（SS 433、V4641 Sgr等）的超高能伽馬射線信號。其中SS 433的輻射特征尤為顯著，其輻射區(qū)域與巨型原子云完全重合，強(qiáng)烈表明這些高能光子源自黑洞加速的質(zhì)子與星際物質(zhì)的劇烈碰撞。數(shù)據(jù)顯示，該系統(tǒng)質(zhì)子加速能量突破1拍電子伏（PeV）閾值，總功率達(dá)每秒1032焦耳量級，相當(dāng)于每秒消耗太陽質(zhì)量萬億分之一的能量進(jìn)行粒子加速。

另一關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)來自V4641 Sgr，其輻射的伽馬射線能量達(dá)0.8PeV，意味著產(chǎn)生這些光子的原始粒子能量超過10PeV。這一數(shù)據(jù)直接推翻了傳統(tǒng)認(rèn)知——此前學(xué)界普遍認(rèn)為銀河系內(nèi)只有超新星遺跡具備粒子加速能力，但觀測表明這些天體的加速極限遠(yuǎn)低于3PeV的"膝區(qū)"能量閾值。微類星體因此成為首個被證實(shí)能突破該極限的銀河系天體源。

宇宙線能譜的"膝區(qū)"現(xiàn)象自1950年代被發(fā)現(xiàn)以來，始終是高能天體物理的核心謎題。這個位于3PeV處的能譜轉(zhuǎn)折點(diǎn)，如同橫亙在科學(xué)家面前的"能量長城"，傳統(tǒng)觀測手段難以獲取足夠統(tǒng)計(jì)量的純凈質(zhì)子樣本。拉索創(chuàng)新采用多參數(shù)篩選技術(shù)，從海量數(shù)據(jù)中提取出高純度質(zhì)子信號，首次精確繪制出"膝區(qū)"能譜結(jié)構(gòu)。測量結(jié)果顯示，該區(qū)域存在此前理論完全未預(yù)測的"高能組分"，其能量分布特征與微類星體加速模型高度吻合。

研究團(tuán)隊(duì)指出，微類星體的加速機(jī)制與超新星遺跡存在本質(zhì)差異。當(dāng)黑洞吸積伴星物質(zhì)時，會形成時速接近光速的相對論性噴流，這種極端環(huán)境產(chǎn)生的電磁場強(qiáng)度可達(dá)地球?qū)嶒?yàn)室的萬億倍。正是這種超強(qiáng)電磁場，使得質(zhì)子能夠在短短數(shù)秒內(nèi)獲得拍電子伏級別的能量。相比之下，超新星遺跡的加速過程需要數(shù)千年才能達(dá)到同等能級。

這兩項(xiàng)成果形成完整證據(jù)鏈：微類星體既能產(chǎn)生突破"膝區(qū)"的高能質(zhì)子，又能解釋觀測到的能譜異常結(jié)構(gòu)。研究證實(shí)，銀河系內(nèi)約15%的已知微類星體可能具備PeV級加速能力，它們共同構(gòu)成了宇宙線"膝區(qū)"的主要貢獻(xiàn)源。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)不僅改寫了宇宙線起源理論，更為研究黑洞極端物理環(huán)境提供了全新觀測窗口——通過分析宇宙線能譜特征，科學(xué)家得以反向推演黑洞噴流系統(tǒng)的磁場結(jié)構(gòu)與能量轉(zhuǎn)換效率。

拉索項(xiàng)目負(fù)責(zé)人表示，這項(xiàng)突破得益于其獨(dú)特的觀測優(yōu)勢。作為全球最靈敏的超高能伽馬射線探測裝置，拉索的20英寸光電倍增管陣列與平方公里級探測面積，使其能夠同時捕捉來自天體源的微弱信號與太陽系附近的宇宙線粒子。這種"雙端觀測"模式，為構(gòu)建宇宙線加速的完整物理圖景提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐。