科学家们已确凿地识别出银河系中的一种源，能够将质子加速到我们银河系中已知的一些最高能量。这一发现可能帮助研究人员更好地理解宇宙射线，这些极快的粒子穿越星际空间，并影响整个银河系的事件。宇宙射线主要由质子组成，还有较少数量的电子。有些射线的能量超过人造粒子加速器产生的能量。位于瑞士和法国边界的大强子对撞机可以将质子加速到接近光速，但太空中的自然加速器能够将粒子推动到更极端的能量水平。一个由广岛大学领导的国际研究团队在结合来自地球和太空的三大主要望远镜的观测后，确认了这一银河加速器。结果于2026年7月16日发表在《天体物理学杂志》上。一个具备非凡力量的自然加速器 "这种巨大的能量使宇宙射线在天文学和天体物理学中变得重要，" 本研究的第一作者和通讯作者、广岛大学天体物理科学中心副教授水野常文表示。宇宙射线的能量以电子伏特为单位，描述了电子在电势增加一个伏特时所获得的能量。"银河宇宙射线的最高能量可以达到并超过一千万亿（10^15）电子伏特，即一个佩电子伏特（PeV）。在这一PeV水平之上发现一个宇宙射线质子加速器，被称为质子PeVatron，是现代天体物理学中最令人兴奋的课题之一，我们识别出这样一个曾被称为LHAASO J1912+1014u的天体。"质子PeVatron是一个能够将质子推向PeV阈值以上的自然宇宙加速器。识别这些天体很困难，因为科学家必须区分质子产生的信号与高能电子产生的信号。伽马射线指向可能的PeVatron 从1990年起，日本和中国共同领导的西藏AS伽马实验以及中国的大高空气 Shower 观测站（LHAASO）已经检测到数十个能量超过0.1 PeV的伽马射线源。其中一个源是LHAASO J1912+1014u。伽马射线是电磁辐射中能量最高的形式。当宇宙射线粒子与周围环境相互作用时，可以产生伽马射线，它们的能量通常约为产生它们的宇宙射线的能量的十分之一。因此，产生低于PeV范围的伽马射线的源可以被视为可能的PeVatron候选者。早期研究表明LHAASO J1912+1014u可能是一个脉冲星风星云或由大型恒星爆炸后留下的其他类型的残骸。"然而，仅靠西藏AS伽马和LHAASO实验的数据无法清晰地识别出质子PeVatron，因为PeV宇宙射线电子也可以产生较低能量的伽马射线，"水野说。由于这些观测的图像分辨率有限，研究人员无法足够深入地检查源，确定是质子还是电子负责伽马射线。三个位于观察站提供了缺失的证据 来自几种其他仪器的附加信息。这些仪器包括由日本帮助开发和运营的NASA领导的费米大面积望远镜（Fermi-LAT）；由日本领导的FOREST无偏银河平面成像调查与野边45米望远镜（FUGIN）；以及NASA的钱德拉X射线天文台。LHAASO J1912+1014u于2024年被发现。它位于在天鹰座，在形成夏季三角形的著名恒星之一Altair附近。科学家最初将该物体归类为超新星残骸，但在检测到超过100 TeV的辐射后，这一解释变得不那么确定。"通过多个实验的数据，我们对LHAASO J1912+1014u进行了详细研究，"水野说。这些望远镜提供了跨越从无线电波到伽马射线的广泛电磁波谱的测量。这使研究人员能够构建该源的详细多波长模型。跨能谱组合信号 Fermi-LAT测量了接近千电子伏特（GeV）能量的伽马射线，相当于十亿电子伏特。钱德拉在较低能量下收集了X射线观测，而FUGIN在更低能量下提供了无线电数据。研究小组将这些测量结果与包括LHAASO在内的tera电子伏特（TeV）观测结合在一起。最终的图像强烈表明LHAASO J1912+1014u是一个质子PeVatron，并使研究人员能够排除其他可能的解释。三项主要发现支持了这一结论。首先，伽马射线信号从超过100万亿电子伏特平滑地延伸到4亿电子伏特。