探測到的宇宙伽馬射線穿過銀河系，打破了我們迄今為止發現的最高能量記錄，其能量高達 957 兆電子伏（太電子伏，或 TeV）。
這不僅超過是之前記錄的兩倍，它使我們接近千萬億電子伏特的範圍——最終證實了宇宙超級加速器的存在，可以將光子增強到銀河系中的這些能量。
這樣的超級加速器被稱為 PeVatron，找到它們可以幫助我們弄清楚是什麼產生了穿過銀河系的高能量伽馬射線。
“這項開創性的工作為探索極端宇宙打開了新的窗口，”物理學家黃晶說中國科學院院士。 “觀測證據標誌著揭示宇宙射線起源的一個重要里程碑，宇宙射線起源一直困擾著人類一個多世紀。”
這次探測是該團隊探測到的 23 條超高能量伽馬射線中能量最高的一次，能量範圍超過 398 TeV，伽瑪是中國和日本自 1990 年以來在西藏共同運作的設施。
有趣的是，與前紀錄保持者追溯到蟹狀星雲，這23條伽馬射線似乎並沒有指向源頭，而是以彌散的方式遍布整個銀盤。
伽瑪射線的分佈。 （HEASARC/LAMBDA/NASA/GFSC）
上圖：伽瑪射線分佈。銀河面是中間的輝光；灰色區域位於 ASgamma 的視野之外。
然而，它們仍然可以告訴我們在銀河系內哪裡可以嘗試尋找 PeVatrons，這反過來又可以引導我們最終發現宇宙中最強大的宇宙射線的誕生地。
首先，我們需要區分宇宙射線和伽瑪射線。宇宙射線是質子和原子核等粒子，它們以接近光速的速度不斷穿越太空。
超高能量宇宙射線被認為來自超新星和超新星遺跡等來源，恆星形成區，以及超大質量黑洞，其中強大的磁場可以加速粒子。但很難透過觀察來確定這些想法，因為宇宙射線帶有電荷。這意味著當它們穿過磁場時，它們的方向會改變——銀河系絕對充滿了磁場。
但！這些強大的小粒子不會無緣無故到處亂竄。它們可以與星際介質（懸浮在恆星之間的空間中的氣體和塵埃）相互作用，從而產生高能量伽馬射線光子，其能量約為其宇宙射線母體能量的 10%。
這種情況發生在 PeVatron 附近，而伽馬射線不帶電荷，因此它們只是從 A 點直線穿過空間到 B 點，完全不受磁場的影響。
西藏風淋室陣列位於海拔4300公尺。 （高能物理研究所）
如果幸運的話，B 是地球；伽瑪射線與我們的大氣層碰撞，產生無害粒子的瀑布流。 ASgamma 的表面空氣淋浴陣列接收的正是這種流星雨。
地下水切倫科夫探測器2014年添加的用於探測宇宙射線產生的μ介子，使地球上的科學家能夠從背景中提取宇宙射線數據，以便更清楚地探測和重建伽馬射線簇射。
這就是該合作團隊檢測破紀錄的蟹狀星雲伽馬射線的方式；現在，他們如何發現 23 種超高能量伽馬射線，包括破紀錄的 PeV 範圍伽馬射線。
2014年新增切倫科夫型μ介子探測器。
研究人員表示，它們的存在和擴散分佈意味著質子的存在甚至可能加速到 10 PeV 範圍，這表明 PeVatron 遍布銀河系。
下一步將嘗試找到它們。有可能至少其中一些已經滅絕，不再活躍，只剩下宇宙射線和伽馬射線作為證據。
「來自死去的 PeVatrons，它們已經滅絕了，就像恐龍，我們只能看到足跡——它們在幾百萬年裡產生的宇宙射線，散佈在銀盤上，”天文物理學家瀧田正人說日本東京大學的教授。
「如果我們能找到真實的、活躍的 PeVatrons，我們就可以研究更多問題。什麼類型的恆星會發射亞 PeV 伽馬射線和相關的宇宙射線？恆星如何將宇宙射線加速到 PeV 能量？射線如何傳播在我們的銀盤裡面？
甚至有可能——就像很多事情一樣——所有這些問題都有不只一個答案。
未來的工作，來自 ASgamma 和即將推出的探測器，例如大型高空風淋室觀測站， 這切倫科夫望遠鏡陣列，以及南方廣視場伽瑪射線天文台，終於可以幫助我們找到他們了。
該研究發表於物理評論快報。
