我国自主研发LACT望远镜成功捕获6500光年外宇宙线信号 超高能伽马探测迈入立体观测新时代

在四川甘孜州稻城县海子山之巅,一台高约14米、口径6米的大型望远镜缓缓转向星空,对准千年前古人记录的蟹状星云,开始了它的首次科学观测。

1月26日晚,这一时刻标志着我国宇宙线观测领域取得重要进展。

宇宙线是来自外太空的带电粒子,携带着关于宇宙起源、天体演化、太阳活动及空间环境等重要科学信息。

其起源机制是当代天体物理学的重大前沿问题。

自2021年起,高海拔宇宙线观测站(LHAASO)在海子山致力于破解宇宙线起源之谜,但在角分辨率方面仍存在局限。

这成为制约观测精度的关键瓶颈。

为突破这一瓶颈,2024年9月,四川省发展和改革委员会批复立项"大型超高能伽马源立体跟踪装置"(LACT)项目。

该项目由布局于LHAASO阵列内部的32台6米口径成像大气切伦科夫望远镜组成,预计2028年底建成后,将成为全球灵敏度和空间分辨率综合能力最强的超高能伽马源立体跟踪观测装置。

首台工程样机于2025年1月在成都完成组装测试,2026年1月在海子山现场安装启用。

从设计、制作到安装、调试,均由项目组年轻科研人员独立完成。

中国科学院院士、"拉索"首席科学家曹臻在现场表示,这台高灵敏度的望远镜是用于拍摄宇宙的高清"相机",其首次亮相具有重要意义。

望远镜的工作原理独特而精妙。

中国科学院高能物理研究所副研究员王玉东介绍,望远镜的记录速度极快,一帧"照片"仅几十纳秒,能够捕捉宇宙线在大气中引发的簇射粒子发出的切伦科夫光,从而记录这场粒子"阵雨"的完整图像。

未来通过多台望远镜从不同角度拍摄立体图像,就能更精确地定位发出超高能伽马射线的天体,揭示其辐射机制。

首次观测成果令人瞩目。

随着观测持续进行,望远镜成功捕捉到多个来自蟹状星云的宇宙线信号。

这些信号实际上已在宇宙中传播了约6500年,承载着遥远宇宙的科学信息。

这次首光观测的成功,为后续大规模观测奠定了坚实基础。

望远镜的国产化研制过程充分体现了自主创新精神。

以反射镜为例,项目组科研人员进行了上百次试验,最终在国内首次成功研制出新型复合材料反射镜,实现了更轻的质量、更高的加工效率和更低的成本。

其性能指标达到国际先进水平,部分指标甚至优于国外同类产品。

科研人员克服高海拔与恶劣环境等困难,在高原上接续传承科学精神。

预计到2026年底,项目团队将完成4台望远镜的制作,并全部安装在海子山上。

这些设备投入运行后,将帮助科研人员获得具有重大科学价值的观测数据,为破解宇宙线起源之谜提供关键支撑。

从海子山星空下的一次“首光”到未来阵列化的持续观测,LACT的推进体现了我国在重大科技基础设施平台上向更高精度、更深层次科学问题发起攻关的路径选择。

仰望星空,既需要耐心与严谨,也需要不断创新的工程能力与长期稳定的投入保障。

随着更多望远镜在高原落地并投入运行,人类对宇宙线起源与高能宇宙图景的理解有望被进一步刷新,而这条探索之路也将持续检验并塑造科技创新体系的韧性与能力。