在微类星体中首次定位伽马射线源

在距离地球约18,000光年的银河系中，存在着SS 433。这个缩写背后隐藏着一对恒星——一颗恒星和一个黑洞。尽管天文学家们早已通过X射线和无线电波长的光发射知晓了这个系统，但这是首次在该领域观测到所谓的“伽马”光子。

在SS 433中，黑洞吞噬着其伴星的部分物质，这在这种类型的系统中是定期发生的。“当这些物质逐渐落入黑洞时，会形成一个吸积盘。大部分物质会消失在黑洞中，但一小部分会以接近光速的四分之一的速度，被垂直喷射到两个等离子体喷流中，”法国国家科学研究中心（CNRS）大型望远镜研究项目（LLR）的研究主任兼H.E.S.S.合作项目的副主任马蒂厄·德·诺洛伊解释道。

位于纳米比亚的H.E.S.S.天文台望远镜在这些喷流中探测到了能量极高的伽马光子发射，其能量达到几十太电子伏特（TeV）。为了更直观地理解：可见光波长的光子能量大约在电子伏特量级，X光光子的能量是其一千倍，而伽马光子的能量则是其千亿倍，堪称巨大。

但这一发现不仅仅是伽马天文学领域的一个新篇章（该领域已有数百个此类发现）。由于SS 433在天空中的特殊位置，科学家们能够首次精确确定这些伽马光子是在哪里产生的。与人们可能的天真想法相反，这些光子并不是在喷流的基部、靠近黑洞且速度最快的地方被加速的。相反，这一现象发生在很远的地方（距离黑洞超过75光年）。在这个距离上，原本已经消失在雷达上的喷流突然再次以X射线和伽马射线的形式出现。假设是：它们可能与某个障碍物发生了碰撞，很可能是由一团物质构成的云。在这次撞击中，粒子（尤其是电子）可能会加速，随后将能量传递给光子。

“测量结果与理论相符，”马蒂厄·德·诺洛伊欣喜地表示。“此外，最高能量的光子是在撞击点发射的，而在下游，粒子逐渐失去能量。”通过这一发现，天体物理学家们对宇宙粒子加速器的机制有了更深入的了解，这些加速器的效率远超过地球上建造的加速器。