央視新聞3月2日消息，近日，中日合作團隊利用我國西藏羊八井ASγ實驗陣列，在國際上首次發現距地球2600光年的超新星遺跡SNR G106.3+2.7 發射出超過100TeV的伽馬射線。這些伽馬射線可能是被超新星遺跡中的激波加速到PeV（比地球上人造加速器的最高能量高100倍）的宇宙射線與附近的分子云碰撞產生的。這個超新星遺跡因此成為銀河系中一個候選的“拍電子伏特宇宙線加速器”，為解開超高能宇宙射線的起源之謎打開了重要窗口。相關觀測結果2日在《自然天文》正式發表。
自1912年發現宇宙射線以來，超高能宇宙線的起源問題至今未解，是一個世紀之謎。將宇宙射線加速到PeV能量的天體源被稱為“PeVatron”，并被認為應該存在于銀河系中。但是，由于宇宙射線帶電荷，它們在傳播的過程中會受到銀河系磁場的偏轉，到達地球時的方向已經不再指向源頭了，因此無法通過宇宙線的方向來尋找這種超高能量的天體源。
幸運的是，宇宙射線在其源頭被加速后可能與附近的分子云發生碰撞，產生中性π介子，隨后π介子衰變產生能量約為母體宇宙射線能量十分之一的伽馬射線。由于伽馬射線不帶電荷，沿直線傳播，因此觀測到的伽馬射線到達方向就是該天體源方向，借此可以尋找“PeVatron”。
中日合作ASγ實驗位于海拔4300米的西藏羊八井，始建于1989年。2014年，中日合作ASγ實驗團隊在原有的宇宙線表面陣列的地下增設了創新型的地下繆子水切倫科夫探測器（4500㎡），用于探測宇宙線質子與地球大氣作用產生的繆子。綜合利用表面和地下探測器陣列的數據，可以排除99.92%的宇宙線背景噪聲，從而大大提高了探測伽馬射線的靈敏度。此次，中日合作團隊通過有效時間2年的觀測，測量到了來自SNR G106.3+2.7方向的超過100TeV的超高能伽馬射線，發現這些伽馬射線的空間分布與附近分子云的分布接近，而與這個區域內存在的脈沖星及其風云關聯較弱。對這些觀測結果的一個合理解釋是：質子在SNR G106.3+2.7附近被激波加速到PeV能區，然后與附近的分子云碰撞產生中性π介子，隨后π介子衰變產生超高能伽馬射線。這樣，G106.3+2.7就成為銀河系中一個“PeVatron”候選體，為解開超高能宇宙線起源的世紀之謎打開了一個寶貴的窗口。
（原題為《科學家發現超高能宇宙線加速候選天體》）

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