伽马射线双星LSI+61303宽能段能谱测量结果。天府宇宙线研究中心供图

记者5月7日从天府宇宙线研究中心获悉，位于四川稻城县的国家重大科技基础设施高海拔宇宙线观测站(LHAASO，简称“拉索”)，在探索极端宇宙方面取得重大突破，科研团队首次探测到来自银河系内伽马射线双星LSI+61303的超高能(>100TeV，即100万亿电子伏特)伽马射线信号。这一发现不仅将该类天体观测推向更高能段，更对现有粒子加速理论形成挑战。该研究由中国科学院高能物理研究所牵头，上海天文台等单位共同参与完成。

宇宙线是来自外太空的高能粒子，其起源被称为“世纪谜题”。而寻找能将粒子加速到拍电子伏特(PeV，1000万亿电子伏特)级别的极端天体(PeVatron)，是破解这一谜题的关键。由一颗大质量恒星和一颗致密星(如中子星或恒星级黑洞)组成的“伽马射线双星”，既是探究极端物理过程的天然实验室，也是潜在的宇宙线加速源。但在甚高能段(>0.1TeV)，已知双星系统十分有限。作为经典伽马射线双星，LSI+61303此前观测的最高能量仅约10 TeV，更高能段是否存在辐射一直是未解之谜。

研究团队充分利用“拉索”超高灵敏度和宽能段覆盖的优势，首次将LSI+61303的观测能谱推至200TeV，明确认证其为超高能伽马射线双星。同时发现，该系统的辐射流强会随其约26.5天的轨道周期变化，且这种“轨道调制”特征具有明显能量依赖性，这一现象也揭示了双星系统内部复杂的物理过程。

当致密星靠近伴星时，即便周围存在大量可碰撞光子，强磁场也会使高能电子通过同步辐射迅速损失能量。这意味着，传统加速模型在这种狭小且强磁场的环境中，难以将电子加速到超高能段。而团队探测到的>100TeV光子表明，在系统轨道特定阶段，高能质子(强子)可能克服多重阻碍，撞击周围致密的恒星风物质，从而产生这些超高能伽马射线。

“拉索”的这一发现，为LSI+61303这类系统作为潜在PeVatron提供了关键证据，也为极端物理环境下的粒子加速和辐射模型提供了新的观测约束，同时为未来多信使天文学研究指明了新方向。