上海交大王界双副教授及合作者：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）发现天鹅座X-3（Cygnus X-3）产生了迄今为止探测到最高能量的光子，表明这个黑洞或中子星疯狂吸积沃尔夫-拉叶型伴星的特殊双星系统是目前已知的最强粒子加速器。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源；其加速的粒子能量至少到达30 PeV（1 PeV = 1015 电子伏特），远超当前主流的理论预期。

拉索测到超高能（>0.1 PeV）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, 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，对未来的多信使天文学研究也具有重要启示。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。

此项研究由拉索合作组完成，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”。共同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王界双副教授（在此次工作中主要负责理论分析与建模），上海天文台周佳能副研究员和天府宇宙线研究中心教授Felix Aharonian。上海交通大学于2020年正式加入高海拔宇宙线观测站项目（LHAASO），主要成员包含周浩、王界双、徐东莲、Yosuke Mizuno、曲慧麟和刘当波。

图1. 来自Cygnus X-3喷流底部的质子与来自伴星的光子相互作用产生高能光子和中微子示意图。

论文链接：https://doi.org/10.1093/nsr/nwag435

作者： 李政道研究所 供稿单位： 李政道研究所