中国两大天文利器联手,改写宇宙线传播认知

© NASA媒体:中国将于11月发射全球首颗脉冲星导航试验卫星
媒体:中国将于11月发射全球首颗脉冲星导航试验卫星 - 俄罗斯卫星通讯社, 1920, 24.09.2026
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根据《科技日报》报道,中国“天关”卫星与高海拔宇宙线观测站“拉索”联合观测取得重要发现:宇宙线离开源后并非如传统认知那样“各向同性扩散”,而可在脉冲星周围沿狭窄轨道定向传播约42光年。该成果首次清晰揭示宇宙线定向传播新机制,挑战了经典假设,相关论文21日发表于《中国科学:物理学 力学 天文学》(英文版)。
宇宙线是来自太空的高能带电粒子,可在脉冲星、黑洞等极端天体附近被加速至接近光速。由于其带电,在磁场中不断偏转,科学家难以直接判断其来源,但可通过其传播过程中发出的X射线和伽马射线反推“出发地”和“行走路线”。
此次,科研人员瞄准距地球约4600光年的脉冲星PSR J1740+1000。此前有卫星发现其附近存在数光年长X射线尾迹,“拉索”也在同一方向探测到超高能伽马射线,但两者位置似乎对不上。“天关”卫星搭载的风行天X射线望远镜经约7万秒观测,发现该X射线尾迹长达42光年,是目前已知最长的X射线脉冲星风云尾迹。“拉索”叠加分析1900多天数据后发现,X射线和伽马射线位置对应,并可用同一批高能电子解释。
论文通讯作者之一、中国科学院高能物理研究所研究员冯骅解释,这些电子在脉冲星附近被加速后沿尾迹奔跑,途中在磁场中发出X射线,又与空间低能光子碰撞产生超高能伽马射线。两种辐射如同同一批粒子在不同波段留下的足迹。尾迹长达42光年且方向与伽马射线高度一致,意味着高能粒子离开脉冲星后,在很长距离上保持定向传播。
冯骅表示,这一发现改变了寻找超高能伽马射线源的思路,如今看到的辐射位置可能只是粒子长途旅行中的“驿站”,而非“出生地”。“天关”与“拉索”的联手,为研究极端天体产生的高能粒子如何逃离源头、如何在银河系中传播,打开了新的观测窗口。
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