持续观测积累超4年，国家重大科技基础设施高海拔宇宙线观测站（LHAASO，拉索）发现，来自天鹅座一个特殊双星系统Cygnus X-3能够产生最高能量的伽马光子，并首次认证其为具有时变特征的超高能（>10¹4电子伏特）伽马射线源。研究显示，该系统能够产生能量至少达到30 PeV（1 PeV=10¹⁵电子伏特）的宇宙线粒子，是迄今发现的能够产生最高能量粒子的天体加速器。

近日，相关成果发表于《国家科学评论》（National Science Review），论文题目为“Cygnus X-3: A variable petaelectronvolt γ-ray source”，这项研究由中国科学院高能物理研究所、上海交通大学李政道研究所、中国科学院上海天文台等国内外多家科研机构科学家合作完成，共同通讯作者包括曹臻研究员、李骢副研究员、王界双副教授、周佳能副研究员和Felix Aharonian教授。研究表明，拉索观测到的精确时间变化特征、超高能伽马射线信号及能谱特征，共同确认了Cygnus X-3这一宇宙线源天体。

Cygnus X-3是一个特殊的双星系统，由一个致密天体和一颗大质量伴星组成。科学家推测，致密天体可能为黑洞或中子星，其强大引力会不断吸积伴星释放的物质，并在这一过程中产生高能粒子。过去，科学界一直在寻找宇宙中能够将粒子加速到超高能量的“天然加速器”，此次拉索观测为研究这一极端物理过程提供了重要证据。

此次发现的重要突破，在于科学家不仅“看到了”超高能伽马射线，还捕捉到了它随时间变化的规律。研究发现，拉索观测到的超过10¹⁴电子伏特能量的伽马射线信号，与低100万倍能量的GeV（1 GeV=10⁹电子伏特）波段伽马射线爆发现象存在明显时间关联。在GeV波段出现爆发时，费米伽马射线空间望远镜与拉索均观测到高显著性信号；而在GeV波段平静时期，拉索未观测到显著信号。

同时，研究人员还发现，该信号具有4.8小时的周期性变化，与双星系统相互绕转产生的轨道效应相吻合。依靠这一特征，科学家将超高能粒子加速区域定位在约3个太阳半径大小的范围内，这是目前对宇宙中超高能粒子加速器实现的最高精度定位。

研究团队介绍，此次发现认证了首个具有时变特征的超高能伽马射线源，开启了超高能时域天文学研究的新方向，为探索黑洞、中子星等致密天体附近的极端物理过程提供了新的观测窗口。相关成果已在国际天体物理学领域引发广泛关注。

作为我国重大科技基础设施，拉索位于四川省稻城县海拔4410米的海子山，是目前世界领先的超高能宇宙线观测装置之一。近年来，拉索持续开展高能宇宙线和伽马射线观测研究，不断推动人类对宇宙极端现象的认识。