宇宙的終極謎題！一對旋轉的恒星，竟藏著百年物理學的答案？

一個世紀以來，物理學家們一直在追問同一個問題：宇宙中那些擁有驚人能量的粒子，究竟從哪里來？

現在，答案或許部分藏在一對相互繞轉的恒星里。

這是粒子天體物理學領域一個真正意義上的里程碑。

太電子伏特（TeV）這個單位，在日常語境里幾乎沒有參照物。不妨做一個比較：歐洲大型強子對撞機（LHC）是人類建造過的最強大粒子加速器，其中單個質子的運行能量約為6.5 TeV。而LS I +61° 303噴出的伽馬射線光子，攜帶能量超過100 TeV，是LHC單質子能量的15倍以上。

更令人震驚的是，研究團隊在數據中識別出了16個能量超過100 TeV的光子級事件，而同一方向的預計背景噪聲僅為5.1個，這意味著這些信號絕非隨機漲落，而是真實存在的極端輻射。

觀測這類現象的方式，本身也頗為精巧。能量如此之高的伽馬射線，進入地球大氣層后不會直接抵達地面，而是與空氣分子碰撞，引發(fā)一場被稱為"大氣簇射"的粒子瀑布，產生次級粒子級聯向地面擴散。LHAASO坐落于四川稻城海拔4410米的高原上，專門設計用于捕捉這些次級粒子的擴散足跡，通過逆向重建，推算出原始伽馬射線的能量和來源。

正是憑借LHAASO前所未有的靈敏度，科學家們才將對LS I +61° 303的觀測能譜從此前約10 TeV的上限，一舉推進到近200 TeV，并在100 TeV以上明確識別出有效信號。

LS I +61° 303這個系統本身，已經足夠奇特。它由一顆大質量恒星和一個致密天體（很可能是中子星或黑洞）組成，兩者每隔26.5天完成一次相互繞轉。這種軌道運動使周圍的物理環(huán)境持續(xù)處于劇烈變化中，磁場強度、粒子密度以及兩天體之間的碰撞區(qū)域，都隨軌道相位的推進而不斷演化。

研究團隊發(fā)現，這個系統的伽馬射線輻射并非簡單的隨機漲落，而是呈現出與軌道相位密切相關的調制特征，且不同能量段的變化模式各不相同。這種"能量依賴的軌道調制"，揭示了一個永遠處于非穩(wěn)態(tài)的粒子加速引擎。

這一特征還幫助科學家進一步鎖定了參與加速的粒子類型。在強磁場環(huán)境中，電子會極為迅速地損失能量，很難維持到100 TeV以上的極端能量級別。因此，當觀測到如此高能的伽馬射線時，理論上更可能是質子或更重的帶電粒子在發(fā)揮主要作用，它們與致密天體周圍的高密度恒星風碰撞，通過強子過程產生超高能光子。

這與超新星遺跡等傳統宇宙射線加速候選體的物理圖像截然不同。超新星爆發(fā)的加速過程相對穩(wěn)定，可以用成熟理論模型描述；而這對雙星提供的，是一個隨軌道周期不斷"重置"的動態(tài)加速場所，難以預測，卻也因此包含了更豐富的物理信息。

LHAASO自2021年正式開始科學運行以來，已陸續(xù)發(fā)現多個超高能伽馬射線源，將人類對銀河系"極端粒子加速器"的認識邊界一再推遠。LS I +61° 303的確認，使伽馬射線雙星系統正式進入了"拍電子伏特（PeV）加速器"的候選名單。

一場跨越光、粒子與中微子的聯合"審訊"，正在宇宙深處悄然展開。