銀河系中某個物體正在產生無法解釋的爆發，能量比地球上任何人造粒子加速器還要強上百倍。位於西藏的 ASgamma 實驗設備近日探測到迄今為止最高能伽馬射線，能量達 957 TeV，已接近下一領域 PeVatron 天體發出的 PeV 能量範圍。
首先我們要區分一下宇宙射線和伽馬射線。宇宙射線主要由單純的質子（89%）或氦原子核（10%，即 α 粒子）之類的粒子構成，能量有高有低（比如我們的太陽就會產生低能宇宙射線，能量通常不高於 1 GeV），而高能宇宙射線普遍認為來自太陽系外的超新星、超新星殘骸、新生恆星形成區域或超大質量黑洞，因這些地方擁有強大的磁場可加速粒子。然而宇宙射線帶電荷，這代表當它們經過磁場時容易被偏轉改向，所以很難靠單一探測追溯到宇宙射線源頭。
但凡走過必留下痕跡。宇宙射線在行進過程中會與星際介質相互作用，導致原子衰變進而產生高能伽瑪射線光子，能量約為宇宙射線母體的 10%，由於伽瑪射線不具電荷、故完全不受磁場影響，是揭露高能宇宙射線的理想訊息載體。
幸運的話，伽馬射線與地球大氣相撞，散射成一系列無害亞原子粒子組成的「粒子雨」，這些粒子降到地面時能量已大減，而天文學家就利用跨越數公里的望遠鏡陣列來捕捉它們，比如 ASgamma 設備。
2019 年時，ASgamma 就接收到來自蟹狀星雲的 100 TeV 高能伽瑪射線，是當時伽馬射線能量的最高紀錄。
而這次，ASgamma 望遠鏡陣列找到 23 條沒有特定源頭、散佈在整個銀河盤面的伽馬射線，能量範圍介於 400～955.7 TeV，而這其中包含 1 個打破過去最高紀錄、能量接近 PeV 範圍的超高能伽馬射線（十進位單位：eV→KeV→MeV→GeV→TeV→PeV）。
上述已提到伽馬射線能量僅為母體宇宙射線的 10%，如今探測到能量高達 955.7 TeV 的伽馬射線，強烈暗示宇宙中存在被某種天體加速到 10 PeV以上的宇宙射線（1 PeV = 1 TeV 1,000 倍），科學家稱這種天體為 PeVatron。不過 ASgamma 找到的伽馬射線位置又很隨機，這說明能將宇宙射線加速到 PeV 能量的 PeVatron 天體可能散佈在整個銀河系中，也不排除宇宙射線來自銀河系外。
科學家下一步將嘗試尋找 PeVatron 天體。但也許它們有一些如今已經消失了，就像滅絕的恐龍一樣，僅僅留下宇宙射線和伽馬射線作為它存在過的證據。
如果能找到一個活躍中的 PeVatron 天體，科學家就能展開更多研究，比如什麼天體會發射能量達 PeV 等級的伽馬射線和宇宙射線？如何將宇宙射線加速到 PeV 能量範圍？這些射線又如何在銀河系內傳播？新論文發表在《物理評論快報》（Physical Review Letters）。
- Record-breaking gamma ray is smoking gun for Milky Way cosmic rays
- Decades of hunting detects footprint of cosmic ray superaccelerators in our galaxy
- We Finally Have The First-Ever Evidence of Cosmic Superaccelerators in Our Galaxy
- Signs of PeVatrons in Gamma-Ray Haze
- An Extremely Powerful and Unexplained Energy Ray Tore Through Our Galaxy
（首圖來源：美國物理學會）
