LHAASO实锤!1500光年外超新星遗迹是亚PeV宇宙线加速器
2026年3月发表的LHAASO合作组最新研究,首次以无可辩驳的强子证据证实,距离地球1500光年的超新星遗迹IC 443能够将质子加速至300TeV以上,成为人类首个确认的亚PeV级超新星加速器。这一发现直接填补了银河系宇宙线起源理论的关键空白,为解决百年宇宙线之谜奠定了决定性基础。
长期以来,超新星遗迹虽被公认为银河系宇宙线的最可能起源,但传统扩散激波加速模型预测其最大加速能力仅为几十TeV,且一直缺乏亚PeV级强子加速的直接观测证据。此前费米望远镜虽在IC 443区域探测到具有π⁰衰变特征的伽马射线,证明存在强子相互作用,但能量上限仅延伸至TeV量级,无法确认更高能加速能力。
此次LHAASO整合了1136天水切伦科夫探测器阵列与1228天平方公里阵列的观测数据,以26σ的极高显著性将IC 443区域的伽马辐射分解为两个独立成分:致密点源C0与扩展源C1。其中C0与费米探测到的π⁰衰变源位置完全重合,其光谱呈现完美的幂律分布,在30TeV以上仍无明显截断。通过联合费米与LHAASO的宽波段能谱拟合,研究团队在95%置信度下将加速质子的能量下限锁定为300TeV。
这一结果直接挑战了传统激波加速理论的上限预测,表明IC 443的激波区域存在显著的磁场放大与非线性加速效应。而C0与致密分子云的精准重合,进一步验证了“超新星遗迹-分子云相互作用系统是高效宇宙线加速器”的核心假说。
尽管扩展源C1的起源仍存在超新星遗迹G189.6+3.3或脉冲星风星云两种可能,但C0的强子加速证据已足够坚实。这项研究标志着人类在探寻银河系PeV宇宙线起源的道路上迈出了里程碑式的一步,也为未来寻找更多银河系PeVatron提供了清晰的观测范式。
