2026年7月中旬、The Astrophysical Journalに、私たちの銀河系で最も高エネルギーの宇宙線がどのように生成されるかの理解を深める論文が掲載されました。それは、ペタ電子ボルトのエネルギーまで粒子を加速できる「ペバトロン」候補の一つであるLHAASO J1912+1014uという天体に関するものです。
すべては、高地の台地に位置する中国のLHAASO天文台のデータから始まりました。その検出器は、広範囲の源から100 TeVを超えるガンマ線放射を捉えましたが、それは既知のTeV天体HESS J1912+101と同じ座標にありました。このような超高エネルギーガンマ線は、通常、加速された宇宙線が星間ガス原子と衝突する際に生成されます。しかし、主な疑問が残りました：それは陽子なのか、それとも電子なのか？レプトン（電子加速）シナリオとハドロン（陽子加速）シナリオは、非常に高いエネルギーで似たようなガンマ線スペクトルを示しますが、異なる条件を必要とします。
解明のため、広島大学の水口剛史氏率いる天文学者チームは、NASAの軌道ガンマ線望遠鏡Fermi-LATのアーカイブに着手しました。彼らは、400 MeVから数百 GeVの範囲の15年間の観測データを分析しました。通常の銀河系拡散背景モデルではデータに顕著な残差が残ったため、科学者たちは改良版を作成しました。その結果、源の領域に、硬いスペクトル（指数約2.1）を持つ明確な放射過剰が現れました。これは、LHAASO/H.E.S.S.源の位置と空間的に一致していました。
決定的なステップは、一酸化炭素（CO）線における分子雲サーベイであるFUGINの高精度データの導入でした。研究者たちは、2つの可能性のある速度成分（約25 km/sと60 km/s）のガスマップを作成しました。これらのパターンは、GeV過剰を非常によく説明し、放射がまさに陽子と高密度雲の衝突から生じていることを確認しました。
チームがGeVからTeVまでの全スペクトルを構築したとき、レプトンシナリオ（電子加速）はあまりにも厳しい条件を必要とし、X線放射の上限値との整合性が悪くなりました。一方、ハドロンシナリオ、すなわち陽子加速は、データに自然に適合しました。陽子スペクトルは指数≈2.2で得られ、それらに投入された全エネルギーは、距離に応じて(1–5)×10⁴⁹エルグと推定されます。源の近くには古いパルサーPSR J1913+1011があり、おそらくシステムにエネルギーを供給しています。
この研究は、忍耐強くデータを蓄積し、異なる観測装置を共同で分析することで、何百万年も私たちの銀河系で機能しているメカニズムを段階的に解明できることの良い例です。LHAASOはペバトロン候補を次々と発見しており、このような研究は、それらの多くが、おそらく陽子で稼働していることを示しています。私たちは、自然が地球上で最も強力な加速器でさえ到達できないエネルギーまで粒子を加速する場所と方法を理解することに近づいています。
