在距离地球约4600光年处,有一颗每秒自转约6.5圈的脉冲星。它像一台天然粒子加速器,把电子加速到极高能量。这些电子离开脉冲星后,并没有像烟一样四散,而是沿着一条看不见的“磁轨道”列队奔跑了约42光年——这是我国“天关”卫星与高海拔宇宙线观测站(拉索)首次联手观测到的景象。
南京大学博士研究生池奕恒说:“这就像在烟雾里开手电筒,能看到一个光柱。X射线和伽马射线就是我们看到的光柱,而脉冲星就是那个手电筒。”中国科学院高能物理研究所研究员冯骅解释,以前没有观测证据,只能假设宇宙线一出源就四散;这次发现说明至少在相当长一段距离内,它是定向传播的。
拉索建在四川稻城海拔4410米处,是目前世界上灵敏度最高的超高能伽马射线探测器之一;“天关”卫星在太空轨道上,像一台给宇宙拍X光片的“相机”。一个天上、一个地下,观测能区跨越10多个数量级。这次“手牵手”,让科学家沿一条42光年的X射线尾迹,追踪到高能粒子从脉冲星附近一路传播到远方的过程。
宇宙线是1912年通过热气球发现的。100多年过去,它们从哪里来、如何被加速、又怎样传到地球,仍是未解之谜。此次发现为破解宇宙线起源、加速和传播的百年谜题提供了新线索。