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#2012-2022天文领域二十项成就
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喜迎国庆，喜迎“二十大”，即日起我们特别推出 2012-2022天文领域二十项成就回顾系列，每日一推。查看下图，速来揭晓“今日成就”。
2021-05
“拉索”发现宇宙最高能光子
高海拔宇宙线观测站记录到迄今人类观测到的最高能量光子，突破了人类对银河系粒子加速的传统认知，开启“超高能伽马天文学”时代。
高海拔宇宙线观测站，英文缩写LHAASO（Large High Altitude Air Shower Observatory），俗称“拉索”，是“十二五”期间启动的国家重大科技基础设施项目，坐落于平均海拔4410米的四川稻城海子山。项目于2015年12月获得国家发改委批准，2021年7月下旬全探测器阵列投入运行。“拉索”由电磁粒子探测器阵列、缪子探测器阵列、水切伦科夫探测器阵列和广角切伦科夫望远镜阵列组成。通过4种探测器阵列的复合测量，高海拔宇宙线观测站在超高能伽马射线探测灵敏度、甚高能伽马射线巡天普查灵敏度、宇宙线能谱覆盖范围和宇宙线成份识别精确度等方面均达到国际领先水平，是世界上海拔最高、规模最大、灵敏度最强的宇宙射线探测装置。借助这前所未有的灵敏度，边建设边运行的“拉索”仅用了11个月就探测到来自蟹状星云约1.4PeV的伽马光子（eV“电子伏特”是粒子物理学中的能量单位，PeV读作“拍电子伏特”，1PeV = 1×10^15 eV），这是迄今为止人类观测到的最高能量光子，是可见光光子能量的数百万亿倍，相当于人工加速器产生的电子束的能量的两万倍左右，直逼经典电动力学和理想磁流体力学理论所允许的加速极限。不仅如此，“拉索”在银河系内一口气发现了12个类似的源,它们都具有超高能光子辐射，并且都稳定地延伸到PeV附近。宇宙线（cosmic rays）是指来自于太空的高能带电亚原子粒子，即能量极高的、带电的、结构上比原子小的粒子，如质子、原子核、电子等。宇宙线的能量在大多处于TeV（一万亿电子伏特）的级别，产生这种高能宇宙线的天体被称为高能宇宙线加速器。
此前，银河系内的宇宙线加速器的能量极限在1PeV附近是一个“常识”，而“拉索”的发现完全突破了这个“极限”。同时“拉索”以其高精度的定位能力将潜在的超高能宇宙线加速器限制在一个较小的范围中。“拉索”的新发现表明，以天鹅座恒星形成区的天体群、蟹状星云等为代表的年轻的大质量星团、超新星遗迹、脉冲星风云等是银河系拍电子伏特宇宙线加速器（PeVatron）的最佳候选天体，为将来的研究提供了明确的方向。
PeV光子的探测一直是伽马天文发展的强大驱动力，此次科学成果发现在宇宙线起源的研究进程上可以说具有里程碑意义，揭示了银河系内普遍存在能够将粒子能量加速超过1PeV的宇宙加速器，拉开了探索“超高能宇宙”的序幕。未来，“拉索”将不断开拓超高能伽马射线天文观测的新窗口，为破解宇宙线起源这个“世纪之谜”提供更大支撑！
编辑：格蕾丝
审核：水仙
绘画：盛盛、凯丽
来源：高海拔宇宙线观测站、科技日报、天文茶餐厅