極端宇宙射線能量譜異常「膝狀」特徵，首追溯至微類星體起源

宇宙射線能量譜有個長達數十年謎團——能量達 3 PeV 以上就會急劇下降，呈現像膝蓋的異常形狀，成因不明，推測與宇宙射線天體源加速度極限有關。現在 2 項新研究表明由黑洞系統吸積驅動的微類星體，除了是極端宇宙射線主要引擎，也是產生膝蓋狀能量來源。

當一個聯星系統由黑洞與伴星組成，黑洞會以伴星物質為食，吸積過程產生相對論性噴流並形成「微類星體」。

最近，高海拔宇宙線觀測站（Large High Air Altitude Shower Observatory，LHAASO）公布 5 個微類星體的超高能伽馬射線數據：SS 433、V4641 Sgr、GRS 1915+105、MAXI J1820+070、Cygnus X-1，進一步解開宇宙射線能量譜長達數十年的謎團。

研究團隊指出，SS 433 發出的超高能輻射與巨大原子雲重疊，代表高能質子被黑洞加速並與周圍物質碰撞，系統內質子能量超過 1 PeV，總功率輸出約每秒 1032 焦耳，相當於 4 兆顆氫彈每秒釋放能量；V4641 Sgr 的伽馬射線能量則達 0.8 PeV，產生這些伽馬射線的母粒子能量超過 10 PeV。

這些結果表明微類星體是銀河系重要 PeV 粒子加速器，過去雖然普遍認為超新星殘骸是宇宙射線源頭，但超新星殘骸無法將宇宙射線加速到出現膝蓋狀的能量譜特徵。

LHAASO 的混合探測器陣列設計除了可探測超高能伽馬射線源，同時能精確測量太陽系附近宇宙射線粒子，首次成功區分能量譜膝蓋結構的特定類型天體源，直指微類星體噴流系統。