拉索认证天鹅座X-3为银河系最强宇宙线加速源
国家重大科技基础设施高海拔宇宙线观测站(LHAASO,拉索)发现最高能量的光子发自黑洞(或中子星)疯狂吸噬大质量伴星吹出的强烈星风的过程,表明这个位于天鹅座非常特别的双星系统(Cygnus X-3)是迄今为止能够产生最高能量的粒子加速器,拉索测到的精确时变特征、超高的伽马射线能量及其能谱特征共同确认了这个宇宙线的源天体,宇宙线粒子能量至少到达30 PeV(1 PeV = 10¹⁵电子伏特),远超当前主流的理论预期。此项研究由中国科学院高能物理研究所、上海交通大学李政道研究所、中国科学院上海天文台等国内外多家科研机构的科学家合作完成,相关成果于2026年发表于《国家科学评论》(National Science Review),论文题目为“Cygnus X-3: A variable petaelectronvolt γ-ray source”。

图 1 Cygnus X-3产生高能伽马光子和中微子的示意图。
拉索测到超高能(>1014电子伏特)伽马信号明显的爆发现象,与在能量低1百万倍的GeV(1 GeV = 109 电子伏特)波段上的观测存在明显的时间关联:在GeV爆发期间,费米伽马射线空间望远镜与拉索同时测到高显著性的信号;而在GeV平静期间,拉索则未观测到显著信号。此外,信号具有4.8小时的周期性,也同时被观测到,清楚显现出双星相互绕转的轨道效应,由此将加速器定位于约3个太阳大小的尺度之内,这是对宇宙中超高能量的粒子加速器最高的定位精度。
通过认证Cygnus X-3为首个具有时变特征的超高能伽马射线源, 拉索开启了超高能时域天文学的新领域,开辟了研究黑洞等致密天体附近极端物理过程的新途径。该成果已经引起了天体物理领域的高度关注,成为国际上各种专业会议上讨论最热烈的话题之一。
我台副研究员周佳能为该工作的通讯作者之一,负责多波段数据和时变分析。另几位通讯作者包括中国科学院高能物理研究所曹臻研究员、李骢副研究员,上海交通大学李政道研究所的王界双副教授,以及Felix Aharonian教授。
文章链接:https://doi.org/10.1093/nsr/nwag435
科学联系人:周佳能,zjn@shao.ac.cn
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