拉索认证首个拍电子伏伽马射线变源

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7月22日在线发表于《国家科学评论》（National Science Review），论文题目为“Cygnus X-3: A variable petaelectronvolt γ-ray source”，共同通讯作者包括曹臻研究员、李骢副研究员、王界双副教授、周佳能副研究员和Felix Aharonian教授。

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，清楚地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个太阳半径大小的尺度之内，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。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。

高海拔宇宙线观测站是位于四川省稻城县的国家重大科技基础设施，中国科学技术大学是高海拔宇宙线的主要建设单位之一。在这个工作中，中国科学技术大学天文学系大师讲席教授Felix Aharonian是文章的共同通讯作者，领导了文章的理论诠释工作并共同主导了文章的撰写。

论文链接：

https://academic.oup.com/nsr/advance-article/doi/10.1093/nsr/nwag435/8740106?searchresult=1

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。

（物理学院、科研部）