Il Large High Altitude Air Shower Observatory della Cina (LHAASO), una delle principali infrastrutture scientifiche e tecnologiche nazionali del paese, ha trovato una dozzina di acceleratori cosmici ad altissima energia (UHE) all'interno della Via Lattea. Ha anche rilevato fotoni con energie superiori a 1 peta-elettronvolt (quadrilioni di elettronvolt o PeV), incluso uno a 1.4 PeV. Quest'ultimo è il fotone a più alta energia mai osservato.

Queste scoperte capovolgono la comprensione tradizionale della Via Lattea e aprono un'era di astronomia gamma UHE. Queste osservazioni spingeranno le persone a ripensare al meccanismo con cui le particelle ad alta energia vengono generate e propagate nella Via Lattea, e incoraggerà le persone a esplorare più profondamente i fenomeni celesti violenti e i loro processi fisici, nonché a testare le leggi fisiche di base in condizioni estreme.

Queste scoperte sono state pubblicate sulla rivista Natura il 17 maggio. La Collaborazione Internazionale LHAASO, che è guidato dall'Istituto di Fisica delle Alte Energie (IHEP) dell'Accademia Cinese delle Scienze, completato questo studio.

L'Osservatorio LHAASO è ancora in costruzione. Gli acceleratori cosmici, noti come PeVatron poiché accelerano le particelle nell'intervallo PeV, e i fotoni PeV sono stati scoperti utilizzando la prima metà dell'array di rilevamento, che è stato terminato alla fine del 2019 e ha operato per 11 mesi nel 2020.

Fotoni con energie superiori a 1 PeV sono stati rilevati in una regione di formazione stellare molto attiva nella costellazione del Cigno. LHAASO ha anche rilevato 12 sorgenti di raggi gamma stabili con energie fino a circa 1 PeV e i significati del fotone segnalano sette deviazioni standard maggiori dello sfondo circostante. Queste sorgenti si trovano in posizioni nella nostra galassia che possono essere misurate con una precisione migliore di 0,3°. Sono le sorgenti di raggi gamma più luminose della Via Lattea nel campo visivo di LHAASO.

Sebbene i dati accumulati dai primi 11 mesi di attività consentissero solo alle persone di osservare quelle fonti, tutti emettono i cosiddetti fotoni UHE, cioè., raggi gamma superiori a 0,1 PeV. I risultati mostrano che la Via Lattea è piena di PeVatron, mentre il più grande acceleratore sulla Terra (LHC al CERN) può accelerare solo le particelle fino a 0,01 PeV. Gli scienziati hanno già determinato che gli acceleratori di raggi cosmici nella Via Lattea hanno un limite di energia. Fino ad ora, il limite previsto era di circa 0,1 PeV, portando così a un taglio naturale dello spettro dei raggi gamma al di sopra di quello.

Ma la scoperta di LHAASO ha aumentato questo "limite, " poiché gli spettri della maggior parte delle sorgenti non sono troncati. Questi risultati lanciano un'era per l'osservazione astronomica gamma UHE. Mostrano che le radiazioni celesti non termiche, come giovani ammassi stellari massicci, resti di supernova, le nebulose del vento pulsar e così via, rappresentate dalle regioni di formazione stellare del Cigno e dalla nebulosa del Granchio, sono i migliori candidati per trovare i raggi cosmici UHE nella Via Lattea.

Attraverso l'astronomia gamma UHE, un mistero secolare - l'origine dei raggi cosmici - potrebbe presto essere risolto. LHAASO spingerà gli scienziati a ripensare ai meccanismi di accelerazione e propagazione dei raggi cosmici ad alta energia nella Via Lattea. Consentirà inoltre agli scienziati di esplorare fenomeni astrofisici estremi e i loro processi corrispondenti, consentendo così l'esame delle leggi fondamentali della fisica in condizioni estreme.