地球深處茫茫宇宙，每時每刻都會遭受看不到的射線轟擊。

來自遙遠太空的宇宙線，所攜帶的能量也存在差異，到達地球后，在與大氣層的碰撞中，又會進一步產生別的反應。

最終被地面探測到的反應，就像遙遠的深空里，某個不知在何處的天體，對地球發出的「吶喊」。

來自天鵝座的「吶喊」

海拔4000米以上的稻城縣，當地有一座特有的宇宙線觀測站。2021年的報道顯示，探測儀器監測到了來自天鵝座的「吶喊」。

儀器在運作的過程中，記錄到了1400萬億電子伏特伽馬光子。相比于此前的記錄，這次觀測到的能量光子是最高的。

（稻城縣的拉索觀測站）

發出「吶喊」的天鵝座，在科學家的眼里本身就獨具特色。在該處區域內，擁有大量恒星星團，它們因為自身質量太大，所以才造就了銀河系的北天區成為最亮區域。

除此之外，這些大質量的恒星壽命也相對較短。一生之中存在著不少劇烈的活動，而且相比于小質量的恒星而言，這類活動在時間線上又是相對集中的。

從人類的角度看，這一區域內具有復雜的強激波環境，進而也會有大量的宇宙線誕生于此，而后再向宇宙的深空進發。

形象一點去理解，在整個宇宙中，這片區域就像是吵鬧的迪廳，大質量恒星在迪廳里使勁嗨，產生的各種聲響，就都傳遞出去了。

在科學界，天鵝座的這片區域，也有著粒子天體物理實驗室的稱號。此前在稻城縣觀測站觀測到的伽馬光子，是迄今科學家觀測并記錄到最大的。

那麼，這來自外太空的「吶喊」究竟是什麼呢？

高能粒子流的沖擊

宇宙深處的「吶喊」不是聲音，而是看不見的射線。確切一點說， 是高能粒子匯聚在一起形成的流體。

你可以將其理解為是電磁波，但是其本身攜帶的能量要比普通的光子大很多。自身帶電又是流體狀態，速度更是和光速不相上下。

只要離開了大氣層，宇宙空間到處是這些玩意兒。而像地球這樣的天體又身處宇宙中，粒子流到處亂跑，自然就能和地球迎頭相撞。

厚厚的大氣層不但能阻隔它們的穿透，其中的原子核也會因為與其碰撞后而發生反應。

通常來說碰撞之后，會形成幾種基本的粒子：電子、正電子、光子和介子等等。

因為碰撞過程也會導致其自身能量損失，所以當其中一些穿越大氣層，接觸到地球的時候，它們就已經變身成為一些穩定的粒子了。像電子、質子等等，都會是在碰撞之后的變身產物。

也有很小的一部分，在經過一系列的碰撞后會形成反質子等反物質粒子。在科學家多年的研究中， 宇宙線里九成以上的粒子，都是電子、光子或者質子。

有意思的是，整個宇宙包括各星系內都有磁場，而宇宙線自身又是帶電的，所以在宇宙空間內運動傳播時，因為磁場的作用會發生偏轉導致方向不斷改變。

不少宇宙線最終到達地球后，因為方向的改變，導致其實際出發的地方很嫩被追溯到。 所以目前專門的探測技術，本身的難度也不是一般的高。

也正因為探測難度不小，所以才會修建像稻城縣那樣的觀測站點。

探測方式的類型和方法

稻城縣的觀測站點，在類型上屬于高山高原探測裝置。我國目前除了稻城縣境內的哪一座， 在云南海拔3200米的區域，西藏海拔5500米的甘巴拉山，也都建設有高原探測站點。

這類探測站點，主要針對超高能宇宙線。這類宇宙線能量和流強之間的關系，會隨著和大氣層發生多次作用而發生變化。

設置在高原高山上的探測站點，就是為了能夠采集到更多的事例，這樣才能對其展開有效的研究。

還有一類探測站點，它被設置的位置更高。有些設置在移動的飛機或是氣球上，有些甚至坐上了火箭進入外太空，被設置在衛星上。

這類高空探測的方式，主要是用來探測初級宇宙射線的。利用探測器，可以有效的探測它們的速度、能量和電荷等情況。

上述兩類探測站點和探測器，都是設置在高處的，還有設置在水平層面的探測站點。

這類站點監測的宇宙線是次級的，一般其自身攜帶的能量，只有1014到1016電子伏特。

由高到低，那有沒有設置在地下的探測站點呢？還真的有。 地下的探測站點，主要是用來探測中微子等粒子的。

因為，宇宙線中別的粒子無法穿透地球，在接觸到地球后會被地表阻擋吸收。而中微子等其他粒子，則可以暢通無阻穿透地球。

所以綜合來看，從高空到高原，再到平地和地下深處，探測宇宙線的類型不同，所用的方式方法也存在差異。

值得一提的是，上面提到的位于高原地區的觀測站點，在技術手段上屬于第一代和第二代，四川稻城的觀測站點，則屬于第三代產品。

2021年報道探測到宇宙線的時候，觀測站整體還沒有完全建成。

為什麼把第三代觀測站設置在四川

2021年時，稻城縣的觀測站點，其規模建成了二分之一。至于將觀測站點設置在稻城，主要有幾個因素的考量。

首先是當地海拔高，利于探測到初始的宇宙線。其次是觀測站所在地交通方便，其距離附近的亞丁機場只有8公里，而且觀測站的山下就是四川227省道。

最后一點便是費用問題。整個探測站的建設，國家層面拿出了9億元，四川當地則拿出了3億元。所以有地方政府的大力支持，觀測站最終就落戶稻城縣了。

在觀測站建成一半規模時，除了探測到來自天鵝座的宇宙線外，還探測到了另外12個伽馬射線源頭。

截止到2023年5月，該探測站點建成并且通過了國家驗收，它的正式名稱為拉索站。

觀測站整體的面積為1.36平方公里，除了1188個繆子探測器外，還設置有5216個電磁粒子探測器。

此外， 還有面積為78000平米的水切倫科夫探測器列陣，18台望遠鏡組成的探測列陣等探測設備。

有人可能會疑惑，花十幾個億，在高原上建設這麼個站點，就是為了監測從宇宙深處射到地球上的幾縷線的，它真正的作用是什麼呢？

為什麼要研究宇宙線

對于宇宙線的研究，在科學上并不長，到20世紀初科學家才發現了宇宙線。

通過對宇宙線的確認和觀測，科學家又發現了多種粒子。 在這個過程中，也逐漸明白了核裂變、聚變、核反應是怎麼回事。

研究宇宙線，對大多數人來說似乎沒什麼作用。不過在物理學界，對于宇宙線的了解和研究越深入，就越是能讓人類掌握更多前沿的科學技術。從理論再到實踐，都是對這一前沿領域的研究才逐步獲得的。

所以從這個角度去看，宇宙線就像人類文明發展的領航員和燈塔，圍繞它進行研究，能給科學界帶來新的前進的角度。

除此之外，從相對實用性的角度看，宇宙線造成的溫度效應，也是地球溫室效應產生的原因之一，通過對其深入了解，也能探知地球上溫室效應發展的情況。

再者，人類如果直接暴露在高強度的宇宙線面前會被殺死，而太空探索活動中，宇航員又要更多的進入地球之外活動。

通過對宇宙線的深入研究，也能在航天器的防護設計上，為宇航員和各類科學器材，提供更多的安全保障。

所以說，看似虛無縹緲的學科活動，通過深入研究發展，對人類其他領域的發展也會有幫助。

結語

當然，目前研究超高能的宇宙線，可以幫助科學家更多的去了解宇宙的起源。

隨著稻城縣的觀測站點建成并投入使用，國內外已經有32個天體物理研究機構，成為該觀測站點的合作組成員單位。

未來，來自宇宙深處更大聲的「吶喊」，該站點都可能監測到了。

參考資料：

《重大發現！中國宇宙觀測站收到天鵝座萬年前來「信」》 深圳新聞網 2021年5月18日
《神秘的「宇宙信使」！宇宙線究竟是什麼？》 人民網 2021年11月30日
《解開宇宙線起源之謎更進一步！》 光明網 2021年4月2日
《探索起源之謎 高海拔宇宙線觀測站「拉索」通過國家驗收》 新華網 2023年5月11日

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