位於青藏高原高空的巨型觀測站大型高海拔宇宙線觀測站（LHAASO）偵測到來自一顆看似平凡恆星殘骸的超高能伽馬射線，能量高達約一拍電子伏特（PeV）。這股伽馬射線源自飛馬座星雲脈衝風星雲（PWN），由脈衝星 PSR J1849-0001 驅動。「脈衝風星雲（PWNe）是相對論粒子泡，由中心脈衝星的旋轉能量損失提供動力，」研究作者指出。這項發現不僅在於能量強度，更在於其轉換效率遠超現有物理理論預期。
簡而言之，天文學家可能發現了一個超越最佳理論設計的宇宙粒子加速器。
弱於蟹狀星雲卻更強勁
要理解這項突破，需先了解科學家觀察的對象。脈衝風星雲形成於一顆稱為脈衝星的死星高速自轉，並噴射出接近光速的帶電粒子流，撞擊周圍物質後產生發光高能雲。最著名例子是蟹狀星雲，長期被視為極端粒子加速基準。「蟹狀星雲由銀河系中最具能量的脈衝星驅動，LHAASO 發現其為 PeV 伽馬射線發射體，結合多波段觀測確立其極端粒子加速器地位，」研究作者解釋。然而，PSR J1849-0001 的能量輸出僅為蟹狀星雲的五十分之一，按標準理論應產生較黯淡星雲。
但 LHAASO 的偵測顯示截然不同結果。 觀測站透過追蹤高能伽馬射線撞擊地球大氣層產生的粒子級聯（空氣簾）運作，重建這些簾以估計伽馬射線能量及來源。團隊發現 PSR J1849-0001 周圍星雲發射的伽馬射線呈功率律光譜，延伸至 2 PeV，這是罕見極端範圍。更驚人的是，其 PeV 能量伽馬射線光度竟為蟹狀星雲的數倍，儘管脈衝星較弱。這挑戰常規模型：較弱引擎如何產生更強高能輸出？
為深入探究，研究者結合 LHAASO 數據與 X 射線觀測，繪製星雲內部條件如磁場及粒子密度。這多波段方法估計粒子加速效率高達理論極限的 27%，超越蟹狀星雲的約 16%。團隊因此稱其為「飛馬座加速器」。「X 射線觀測顯示粒子加速效率逼近或超越單位，我們稱之為『飛馬座加速器』，」研究作者表示。但在標準模型中，粒子於終止衝擊（脈衝風撞擊周圍物質處）獲能，若以此解釋，所需效率將超 100%，物理上不可能。
觀測能量無法以常規模型說明，需尋找其他加速機制。研究發表於《Nature Astronomy》。
