宇宙线能量分布图上那个形似膝盖的神秘转折点——“膝”，其形成机制长期困扰着科学界。与此同时，黑洞作为宇宙中最具神秘色彩的天体，与宇宙线“膝”之间是否存在关联，一直是天文学界热议的焦点。近日，由中国科学家主导的国际科研团队借助高海拔宇宙线观测站（LHAASO，昵称“拉索”）的观测数据，成功破解了这一谜题，发现黑洞可能是驱动宇宙线加速至拍电子伏能段的关键引擎。
11月16日，中国科学院高能物理研究所在北京召开新闻发布会，宣布“拉索”团队取得两项突破性成果：其一，黑洞吸积驱动的微类星体能够将质子加速至拍电子伏能段，成为银河系内强大的粒子加速器；其二，宇宙线质子能谱“膝”区存在超出预期的高能组分，黑洞喷流系统被证实为最可能的候选源。这一发现首次在观测层面将宇宙线“膝”结构与黑洞活动直接关联，为理解宇宙极端物理过程开辟了新视角。
“拉索”首席科学家曹臻院士介绍，团队通过系统性探测5个微类星体（包括SS 433、V4641 Sgr等）的超高能伽马射线，首次捕捉到黑洞加速粒子的直接证据。例如，编号为SS 433的微类星体，其辐射区域与巨型原子云重合，表明高能质子与物质碰撞产生了伽马射线。分析显示，这些质子能量超过1拍电子伏，总功率相当于每秒释放400万亿颗“沙皇”氢弹的能量。而V4641 Sgr的伽马射线能量达0.8拍电子伏，进一步证实微类星体是银河系内重要的“超级拍电子伏粒子加速器”。
这一发现解决了长期困扰学界的难题：此前公认的宇宙线源——超新星遗迹，被证实无法将粒子加速至“膝”区及以上的高能量。而“拉索”的观测表明，微类星体具有更高的加速极限，能够产生超过“膝”的高能宇宙线，从而揭示了银河系内存在多种类的粒子加速源。
宇宙线“膝”位于约3拍电子伏处，其成因长期被猜测为加速源的极限表现。然而，由于“膝”区宇宙线稀少，且地面实验受大气干扰，精确测量质子能谱曾被视为不可能完成的任务。“拉索”通过多参数测量技术，成功筛选出高纯度质子样本，首次精确绘制出质子能谱。结果显示，能谱结构远超预期，呈现出一个新的高能组分，而非简单的幂律转换。这一结果与阿尔法磁谱仪2（AMS-02）和“悟空号”卫星的观测数据相互印证，表明银河系内不同加速源具有独特的能量范围，而“膝”正是高能组分源的加速极限表现。
曹臻院士比喻称，过去的探测手段如同“混在一起抓花生瓜子”，难以分辨细节；而“拉索”的复合型探测器阵列设计，实现了对宇宙线和天体源的“精准分离”。它既能通过超高能伽马射线定位宇宙线源，又能精确测量太阳系附近的宇宙线粒子，从而同时捕捉到加速源的能量极限和宇宙线的能谱特征。
作为中国自主设计、建设并运行的国际大科学装置，“拉索”凭借其在伽马天文和宇宙线物理领域的高灵敏度，已跻身全球领先行列。此次突破不仅彰显了中国在基础科学研究中的创新能力，也为人类认知宇宙极端物理过程提供了关键证据。曹臻院士强调，这一成果是中国深度参与国际科学合作的缩影，通过打造世界级平台、组建跨国团队，中国正为全球科学事业贡献重要力量。
