中日联合开展的宇宙射线观测研究项目“西藏ASγ实验”发现了来自银河系的高能弥散伽马射线。据估计，探测到的最高能量是前所未有的高，接近1 Peta电子伏(PeV，或1万亿eV)。

 

令人惊讶的是，这些伽马射线并不指向已知的高能伽马射线源，而是散布在银河系各处(见图1)。

 

科学家们相信， 杏耀平台谈科技 ，这些伽马射线是由来自最强大的星系源(“pevatron”)的宇宙射线与银河系星际气体之间的核相互作用产生的。这一观测证据是揭示宇宙射线起源的一个重要里程碑，这个问题困扰了人类一个多世纪。

 

宇宙射线是来自外层空间的高能粒子，杏耀代理主要由质子和原子核，以及少量的电子/正电子和伽玛射线组成。在几个PeV以下的宇宙射线被认为是在我们的银河系中产生的，一个可以将宇宙射线加速到PeV能量的源被称为PeVatron。尽管超新星残骸,恒星和星系中心的超大质量黑洞被建议候选人PeVatrons,所有已确定的要件,主要是因为大多数的宇宙射线有电荷,就会失去原来的方向传播时银河系以及弯曲的磁场。

 

然而，宇宙射线可以与它们加速位置附近的星际介质相互作用，产生能量约为其母宇宙射线10%的伽马射线。由于电中性伽马射线的方向不能被磁场改变，因此超高能量伽马射线(0.1-1 PeV)可以告诉我们peatron在银河系的位置。

 

1990年开始在西藏进行ASγ实验。经过几次扩建，杏耀注册目前的风淋室阵列由500多个辐射探测器组成，分布在大约65000平方米。为了提高对伽玛射线观测的灵敏度，2014年在现有的表面宇宙射线探测器下新增了总有效面积为3400 m2的水切伦科夫介子探测器(见图2)。

 

由于伽玛射线事件是介子贫乏的，而主导的质子/核事件是介子丰富的，这一特征可以用来抑制质子/核事件诱导的本底。利用这一技术，西藏ASγ实验成功地将质子/核本底事件还原到百万分之一，是此类实验中最有效的一次。因此，我们可以几乎不受宇宙射线背景事件的影响而探测到超高能量伽马射线。

 

西藏ASγ实验的科学家观测到来自银盘区域的伽马射线，能量在0.1到1pev之间。具体来说，他们在银河系中发现了23条能量超过398 TeV的超高能量宇宙伽马射线。其中，观测到的最高能量接近1pev，这是探测到的伽马射线光子的新的世界纪录。

 

令人惊讶的是，这些伽玛射线并不指向已知的最强高能伽玛射线源，而是沿着银河系散布!科学家们很快注意到，这些伽玛射线很可能是从加速源(pevatron)逃逸出来的PeV宇宙射线与星际介质相互作用而产生的。这个过程被称为“强子起源”，通过中性介子的产生和随后的衰变，产生能量约为母宇宙射线十分之一的伽马射线。

 

这些弥散的伽马射线暗示了在银河系中普遍存在着强大的宇宙粒子加速器(pevatron)。换句话说，如果pevatron存在，它们发出的宇宙射线就会渗透到星系中，产生一种弥散的能量极高的伽马射线。这正是西藏ASγ实验的科学家们所发现的。这是几十年来人们期待已久的发现，为过去和/或现在我们银河系中的pevatron的存在提供了明确的证据。

 

两年前，西藏ASγ实验的科学家们发现了来自蟹状星云(银河系中的脉冲星风星云)的高能伽马射线。这些伽马射线可能是以不同的方式产生的，比如星云中的高能电子/正电子，这个过程被称为“轻子起源”。