中国科学院高能物理研究所牵头的国际合作组依托国家重大科技基础设施“高海拔宇宙线观测站（LHAASO）”，在银河系内发现12个超高能宇宙线加速器，并记录到能量达1.4 PeV电子伏（PeV=千万亿）的伽马光子，这是人类迄今观测到的最高能量光子，突破了人类对银河系粒子加速的传统认知，揭示了银河系内普遍存在能够把粒子加速到超过1PeV的宇宙线加速器，开启了“超高能伽马天文”观测时代。相关研究成果2021年5月17日发表于《自然》。
宇宙线是来自宇宙空间的高能粒子流，其起源是一个前沿科学问题。以往观测尚未发现银河系内有将宇宙线加速到1PeV以上的天体。2021年4月初，高能物理所曾公布，西藏ASγ实验观测到最高能量达957万亿电子伏特的超高能伽马射线，非常接近1PeV。相比之下，人类在地球上建造的最大加速器只能将粒子加速到0.01PeV。
高能物理所团队此次发现的能量超过1PeV的光子，来自天鹅座内非常活跃的恒星形成区，此外还发现12个稳定伽马射线源，辐射能量一直延伸到1PeV附近。研究人员介绍，这表明银河系内大量存在可将宇宙线加速到1PeV的“拍电子伏特宇宙线加速器（PeVatron）”，它们都是超高能宇宙线源的候选者，这就向着解决宇宙线起源这一科学难题迈出了重要一步。
据介绍，此次发现表明，年轻的大质量星团、超新星遗迹、脉冲星风云等，是银河系超高能宇宙线起源的最佳候选天体。同时，此次发现也要求科学家重新认识银河系高能粒子的产生、传播机制，探索极端天体现象及其相关的物理过程，并在极端条件下检验基本物理规律。
LHAASO由中科院和四川省人民政府共建，中科院成都分院与高能物理所联合承担，建设周期4年，总投资约12亿元。观测站位于四川省稻城县海子山，占地1.3平方公里，平均海拔4410米，其核心科学目标是探索高能宇宙线起源以及相关的宇宙演化、高能天体演化和暗物质的研究。■
