中日两国研究人员利用西藏羊八井的ASγ实验阵列，观测到迄今为止最高能量的弥散伽马射线辐射，最高能量达957万亿电子伏特, 接近1拍电子伏特（1000万亿电子伏特）。这些超高能伽马射线的方向并没有指向已知的低能段伽马射线源，而是弥漫分布在银盘。

图1:ASγ实验团队观测到的超高能弥散伽马射线事例在银道坐标系下的分布

这是国际上首次发现拍电子伏特宇宙线加速器（“PeVatron”）在银河系中存在的证据。研究成果被美国物理学会评论为研究高能宇宙线起源“世纪之迷”的里程碑。

高能宇宙线从哪里来？这是一个世纪之谜，被美国国家研究委员会列为21世纪11个最前沿的科学问题之一。

所谓宇宙线，是指来自宇宙空间的高能粒子流，主要由质子和其他原子核组成。通常低于几个拍电子伏特能量的宇宙线被认为主要产生于银河系内，而能将宇宙线加速到拍电子伏特能级的天体，被称为“拍电子伏特宇宙线加速器”。

根据理论模型，超新星遗迹、恒星形成区和银河系中心的超大质量黑洞等都可能是候选的“拍电子伏特宇宙线加速器”。

然而，迄今为止并没有任何一个“拍电子伏特宇宙线加速器”得到观测证实。

“主要是因为宇宙射线带电荷，它们在传播的过程中会受到银河系磁场的影响发生偏转，到达地球时的方向已经不再指向源头了，无法通过宇宙线的方向来寻找这种天体源。”中科院高能所研究员黄晶说。

幸运的是，宇宙射线在其源头被加速后，可能与附近的分子云发生碰撞，产生中性π介子，随后π介子衰变产生能量约为母体宇宙射线能量十分之一的伽马射线。由于伽马射线不带电荷，沿直线传播，因此观测到的伽马射线到达方向就是该天体源方向，借此可以寻找“拍电子伏特宇宙线加速器”。

判断一个天体源是否是“拍电子伏特宇宙线加速器”，主要有三大依据。“该天体源发出的伽马射线能量是否超过100万亿电子伏特；伽马射线发射区与分子云的位置是否一致；能够排除超高能伽马射线产生于脉冲星及其风云高能电子的可能性。”黄晶说。