中國科學院高能物理研究所牽頭的國際合作組依托國家重大科技基礎設施“高海拔宇宙線觀測站（LHAASO）”，在銀河系內發現12個超高能宇宙線加速器，并記錄到能量達1.4 PeV電子伏（PeV=千萬億）的伽馬光子，這是人類迄今觀測到的最高能量光子，突破了人類對銀河系粒子加速的傳統認知，揭示了銀河系內普遍存在能夠把粒子加速到超過1PeV的宇宙線加速器，開啟了“超高能伽馬天文”觀測時代。相關研究成果2021年5月17日發表于《自然》。

   宇宙線是來自宇宙空間的高能粒子流，其起源是一個前沿科學問題。以往觀測尚未發現銀河系內有將宇宙線加速到1PeV以上的天體。2021年4月初，高能物理所曾公布，西藏ASγ實驗觀測到最高能量達957萬億電子伏特的超高能伽馬射線，非常接近1PeV。相比之下，人類在地球上建造的最大加速器只能將粒子加速到0.01PeV。

   高能物理所團隊此次發現的能量超過1PeV的光子，來自天鵝座內非常活躍的恒星形成區，此外還發現12個穩定伽馬射線源，輻射能量一直延伸到1PeV附近。研究人員介紹，這表明銀河系內大量存在可將宇宙線加速到1PeV的“拍電子伏特宇宙線加速器（PeVatron）”，它們都是超高能宇宙線源的候選者，這就向著解決宇宙線起源這一科學難題邁出了重要一步。

   據介紹，此次發現表明，年輕的大質量星團、超新星遺跡、脈沖星風云等，是銀河系超高能宇宙線起源的最佳候選天體。同時，此次發現也要求科學家重新認識銀河系高能粒子的產生、傳播機制，探索極端天體現象及其相關的物理過程，并在極端條件下檢驗基本物理規律。

   LHAASO由中科院和四川省人民政府共建，中科院成都分院與高能物理所聯合承擔，建設周期4年，總投資約12億元。觀測站位于四川省稻城縣海子山，占地1.3平方公里，平均海拔4410米，其核心科學目標是探索高能宇宙線起源以及相關的宇宙演化、高能天體演化和暗物質的研究。■