左图为J1740+1000的多波段示意图，图中紫色为拉索测到的超高能伽马射线辐射，红色是XMM-Newton卫星测到的X射线脉冲星风云的局部尾迹。右图中蓝色是天关卫星观测的X射线脉冲星风云的完整尾迹。虽然XMM-Newton的观测时间是天关的6倍多，但只探测到了尾迹的一小部分。

我国天关卫星（爱因斯坦探针）与高海拔宇宙线观测站“拉索”（LHAASO）开展联合观测，在一颗距离地球约4600光年的脉冲星周围发现一条此前未被完整看到的超长X射线尾迹。该尾迹延伸约42光年，并与“拉索”探测到的超高能伽马射线辐射沿同一方向延伸，空间上高度吻合。相关成果近日发表于《中国科学：物理学 力学 天文学》（英文版）。

高能宇宙线起源、加速和传播被称为天体物理“百年谜题”。此次研究中，科研团队观测的脉冲星为PSR J1740+1000，是一颗中年脉冲星。此前，XMM-Newton卫星已在其周围发现数光年长的X射线尾迹；“拉索”发现的超高能伽马射线辐射，位于这条尾迹延伸方向上，与X射线结构存在空间位置上的偏离。天关卫星X射线望远镜具有较大视场和较低本底，适合搜寻暗弱弥漫X射线结构。经过约7万秒观测，天关卫星发现该尾迹从脉冲星附近向西南方向延伸，最长约32角分，约为月亮角直径；在4600光年距离上，相当于约42光年。研究团队表示，这是目前已知最长的X射线脉冲星风云尾迹。

联合观测的关键不仅在于X射线和伽马射线位置对应，还在于二者可由同一批高能电子解释。这些电子在脉冲星风云中获得高能量，沿尾迹传播时在磁场中运动并产生同步辐射，其中一部分以X射线形式被天关探测到；同时，它们与星际空间低能光子相互作用，将低能光子提升到极高能量，产生“拉索”探测到的超高能伽马射线。两种辐射的空间位置和能谱相互对应，为超长尾迹由高能粒子延伸传播形成提供了有力证据。

通常情况下，高能粒子进入星际空间后会受磁场扰动，逐渐向各方向扩散。但此次观测显示，在长达42光年尺度上，高能粒子仍保持明显传播方向。研究人员提出两种可能解释：一是星际磁场较有序，高能粒子沿磁场方向传播，垂直方向运动受抑制，如同一条狭长“磁轨道”；二是脉冲星风云尾部存在持续向外运动的物质流，将高能粒子携带到远处，类似“高压水枪”。目前尚不能确定哪种机制占主导，但两种解释都表明，高能粒子离开脉冲星风云后，可能在相当长距离内保留传播方向。

该成果为理解银河系超高能伽马射线源提供了新视角。研究人员认为，现在看到的辐射位置，可能只是粒子长途旅行后的“终点站”，而非“出生地”。同期，意大利国家天体物理研究所的Gabriele Ponti等人撰写专题评述文章，对该研究进行介绍和评述。评述认为，这一发现的意义超越了PSR J1740+1000本身，表明超高能伽马射线源与其候选天体之间的空间偏移，未必意味着错误关联，而可能追踪了粒子离开加速天体后的传播路径。

此次天关与“拉索”联合观测，将X射线和超高能伽马射线两种不同波段观测连接起来，使科学家能够沿一条长达42光年的尾迹，追踪高能粒子从脉冲星附近传播到远方的过程。这不仅展示了空间和地面高能观测设备协同工作的独特优势，也为研究极端天体产生的高能粒子如何逃离源头、如何在银河系中传播提供了新的观测窗口。