中國科學家結合衛星望遠鏡及地面觀測站的數據，發現一條橫跨宇宙42光年的X射線軌跡。這次發現有助他們追蹤高能粒子穿越星際空間的長途旅程。
在最新研究中，研究人員利用中國愛因斯坦探針衛星（Einstein Probe，簡稱 EP）及高海拔宇宙線觀測站的聯合觀測數據，在距離地球約4,600光年的一顆脈衝星附近，發現一條從未完整觀測到的超長X射線軌跡。該軌跡的方向，與地面大科學裝置「拉索」（高海拔宇宙線觀察站，LHAASO）探測到的超高能伽馬射線輻射完全一致。
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影片截圖 CGTN圖片
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這次新發現顯示，脈衝星風星雲產生的高能粒子，離開源頭後並非立即向四方八面均勻擴散，相反可沿特定方向傳播數十光年。這為了解高能粒子如何從加速區逃逸，以及它們如何在星際空間傳播，提供了新的觀測證據。
研究結果已於周一，在中國科學期刊《中國科學：物理學、力學、天文學》發表。
研究人員解釋，宇宙充滿極高能量粒子。在超新星殘骸、脈衝星及黑洞等極端天體附近，這些粒子可被加速至接近光速，離開誕生地後，繼續在星際空間穿梭。
LHAASO能夠探測宇宙中的極高能伽馬射線，部分源自能量超拍電子伏特的粒子。奇怪的是，部分超高能伽馬射線沒有明顯的天體作為其源頭。
中國科學院高能物理研究所研究員馮驊表示，一種可能性是，這些高能粒子在離開加速器後，會傳播很長距離，只有在遠離源頭時才產生可探測的伽馬射線。他指，了解這種現象的關鍵在於確定這些粒子來自何處，以及它們如何精確傳播。
編號為PSR J1740+1000的脈衝星是一顆中年脈衝星。早前，歐洲太空總署的XMM-牛頓衛星曾發現其周圍有一條數光年長的X射線軌跡，而LHAASO發現的超高能伽馬射線輻射，正沿該軌跡延伸的方向。
透過觀測，中國EP衛星揭示這條軌跡遠比之前觀測到的長，約42光年，是迄今已知最長的X射線脈衝星風星雲軌跡。
研究人員認為，EP及LHAASO的聯合觀測，不僅展示了天地協同觀測設施的獨特優勢，更為研究極端天體產生的高能粒子如何逃逸其源頭，以及它們如何在銀河系中傳播，提供新的觀測窗口。
馮驊表示，這次合作之所以能夠成功，一個重要原因是他們有堅實的內部溝通與合作基礎，讓他們能夠實現一加一大於二的效果。他指，未來合作可能不僅涉及LHAASO和EP，還可能包括FAST望遠鏡和銀河畫卷，這些都能支持LHAASO，因此需要形成更大規模的聯合行動。
高能宇宙射線的起源、加速及傳播，被稱為天體物理學的「百年謎題」。
EP於2024年1月發射，是中國科學院領導下的一系列空間科學任務之一。這亦是一項國際合作任務，由歐洲太空總署、德國馬克斯·普朗克地外物理研究所及法國國家太空研究中心等機構參與。
LHAASO位於中國四川省海拔約4,410米的山上，佔地1.36平方公里，主要用於宇宙射線及伽馬射線的觀測與研究。
（CGTN）
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