黑洞如何把粒子加速到宇宙最高能量？最新研究給出了答案。記者31日從中國科學院高能物理研究所獲悉，國家重大科技基礎設施高海拔宇宙線觀測站（LHAASO，“拉索”）首次“看清”黑洞在吞食伴星物質時，像節拍器一樣有規律地產生宇宙最高能粒子的過程，並認証首個拍電子伏伽馬射線變源。相關研究成果發表於《國家科學評論》。

天鵝座X-3是位於天鵝座的一個雙星系統，由一顆黑洞和一顆大質量伴星構成。那裡引力極強，黑洞會瘋狂吸食伴星吹出的星風。“拉索”探測到該系統輻射的伽馬射線能量極高，對應的宇宙線粒子能量至少達30PeV（拍電子伏特），遠超當前理論預期，成為迄今已知宇宙中能量最高的粒子加速器。

“我們就像看到了黑洞進食時打出的‘超級飽嗝’，而且是有規律的。”論文共同通訊作者、中國科學院高能物理研究所副研究員李驄說，規律體現在兩個層面：一是“拉索”看到的超高能爆發，與費米伽馬射線空間望遠鏡看到的低能爆發高度同步，低能亮的時候高能也亮，低能暗的時候高能則完全熄滅﹔二是這個信號會隨著4.8小時周期變化，非常有節奏，正好是黑洞和伴星互相繞一圈的時間。

憑借這一“節拍”，來自中國科學院高能物理研究所等單位的科研人員將黑洞加速粒子的區域精確定位在僅約3個太陽半徑的尺度內。這是迄今人類對超高能宇宙粒子加速器精度最高的一次定位。

“看清黑洞如何周期性地把粒子加速到如此極端的高能，意味著我們不再只是給宇宙拍靜態照片，而是可以拍高清電影了。”李驄表示，這一發現開啟了超高能時域天文學的領域，為探索黑洞附近極端的引力、磁場和物質狀態開辟了新途徑。目前，這項成果已經引起天體物理領域的高度關注，成為國際上各種專業會議上討論最熱烈的話題之一。