Vào giữa tháng 7 năm 2026, một bài báo đã được xuất bản trên The Astrophysical Journal, đưa chúng ta đến gần hơn với việc hiểu cách các tia vũ trụ năng lượng cao nhất được sinh ra trong Dải Ngân hà. Bài báo đề cập đến đối tượng LHAASO J1912+1014u — một trong những ứng cử viên cho cái gọi là PeVatron, có khả năng tăng tốc các hạt lên năng lượng petraelectronvolt.
Tất cả bắt đầu với dữ liệu từ Đài quan sát LHAASO của Trung Quốc, nằm trên cao nguyên núi cao. Các máy dò của nó đã ghi lại bức xạ gamma với năng lượng trên 100 TeV từ một nguồn mở rộng, trùng khớp về tọa độ với đối tượng TeV đã biết HESS J1912+101. Các tia gamma siêu cao năng lượng này thường xuất hiện khi các tia vũ trụ được tăng tốc va chạm với các nguyên tử khí giữa các vì sao. Nhưng câu hỏi chính vẫn còn: đó là proton hay electron? Các kịch bản leptonic (tăng tốc electron) và hadronic (tăng tốc proton) đưa ra các phổ gamma tương tự ở năng lượng rất cao, nhưng đòi hỏi các điều kiện khác nhau.
Để làm rõ, một nhóm các nhà thiên văn học do Tsunefumi Mizuno từ Đại học Hiroshima đứng đầu đã xem xét kho lưu trữ của Fermi-LAT — một kính thiên văn gamma quỹ đạo của NASA. Họ đã phân tích 15 năm quan sát trong phạm vi từ 400 MeV đến hàng trăm GeV. Mô hình thông thường về nền khuếch tán của thiên hà đã để lại những phần dư đáng kể trong dữ liệu, vì vậy các nhà khoa học đã tạo ra một phiên bản cải tiến. Kết quả là, một sự gia tăng bức xạ rõ ràng với phổ cứng (chỉ số khoảng 2,1) đã xuất hiện trong khu vực nguồn. Nó trùng khớp về không gian với vị trí của nguồn LHAASO/H.E.S.S.
Bước quyết định là sử dụng dữ liệu FUGIN có độ chính xác cao — một cuộc khảo sát các đám mây phân tử trong vạch carbon monoxide. Các nhà nghiên cứu đã lập bản đồ khí cho hai thành phần tốc độ có thể xảy ra (khoảng 25 và 60 km/s). Các mẫu này đã mô tả hoàn hảo sự gia tăng GeV, xác nhận rằng bức xạ được sinh ra chính trong các vụ va chạm của proton với các đám mây dày đặc.
Khi nhóm xây dựng phổ tổng thể từ GeV đến TeV, kịch bản leptonic (tăng tốc electron) đòi hỏi các điều kiện quá khắc nghiệt và không phù hợp với giới hạn trên của bức xạ tia X. Còn kịch bản hadronic — tăng tốc proton — lại phù hợp một cách tự nhiên với dữ liệu. Phổ proton thu được với chỉ số ≈2,2, và tổng năng lượng đầu tư vào chúng được ước tính là (1–5)×10⁴⁹ erg tùy thuộc vào khoảng cách. Gần nguồn có một chuẩn tinh cũ PSR J1913+1011, có khả năng cung cấp năng lượng cho hệ thống.
Công trình này là một ví dụ điển hình về cách việc tích lũy dữ liệu kiên nhẫn và phân tích kết hợp của các công cụ khác nhau cho phép chúng ta từng bước khám phá các cơ chế đã hoạt động trong Thiên hà của chúng ta hàng triệu năm. LHAASO tiếp tục tìm thấy các ứng cử viên PeVatron mới, và các nghiên cứu tương tự cho thấy: nhiều trong số chúng có khả năng hoạt động dựa trên proton. Chúng ta ngày càng đến gần hơn với việc hiểu nơi và cách tự nhiên tăng tốc các hạt lên năng lượng mà ngay cả các máy gia tốc mạnh nhất trên Trái đất cũng không thể đạt tới.
