宇宙中充满了极端的环境，从最冷的温度到最高的能量来源。因此，像超新星残骸、脉冲星和活动星系核这样的极端物体能够发射出能量极高的带电粒子和伽马射线，其能量之高，超过了恒星核聚变产生的能量的几个数量级。

　　在地球上探测到的伽马射线告诉我们很多关于这些来源的信息，因为它们在太空中不受干扰。然而，对于带电粒子，也被称为宇宙射线，事情就复杂多了，因为它们不断受到宇宙中无处不在的磁场的冲击，并各向同性地影响地球，换句话说，从各个方向。更重要的是，这些带电粒子在与光和磁场相互作用的过程中会损失一些能量。这些能量损失对于能量最高的电子和正电子，即宇宙射线电子（CRe）来说尤其显著，它们的能量超过1太电子伏特（TeV）（即比可见光的能量大1万亿倍）。因此，不可能确定太空中这种带电粒子的起源点，尽管在地球上探测到它们清楚地表明，在地球附近有强大的宇宙射线粒子加速器。

　　然而，探测能量为几太电子伏的电子和正电子尤其具有挑战性。探测面积约为一平方米的天基仪器无法捕捉到足够数量的此类粒子，它们的能量越高，就越稀少。另一方面，地面仪器通过宇宙射线在地球大气中产生的粒子阵雨间接探测到宇宙射线的到来，因此面临着区分由宇宙射线电子（或正电子）引发的阵雨与由更重的宇宙射线质子和原子核撞击产生的更频繁的阵雨的挑战。位于纳米比亚的H.E.S.S.天文台使用五台大型望远镜捕捉并记录由进入地球大气层的重带电粒子和光子产生的微弱切伦科夫辐射，这些粒子和光子在它们的尾流中产生粒子流。虽然天文台的主要目的是探测和选择伽马射线，以调查它们的来源，但这些数据也可以用来搜索宇宙射线电子。

　　在有史以来进行的最广泛的分析中，H.E.S.S.合作科学家现在获得了关于这些粒子起源的新信息。天体物理学家们通过梳理四架12米望远镜在过去十年中收集的大量数据集，运用新的、更强大的选择算法，以前所未有的效率从背景噪音中提取CRe，从而做到了这一点。这为宇宙射线电子的分析提供了一套无与伦比的统计数据。更具体地说，H.E.S.S.的研究人员第一次获得了最高能量范围内CRe的数据，一直到40 TeV。这使他们能够在宇宙射线电子的能量分布中发现一个惊人的急剧断裂。

　　“这是一个重要的结果，因为我们可以得出结论，测量到的CRe最有可能来自我们太阳系附近的极少数来源，最多可达1000光年远，与我们银河系的大小相比，这是一个非常小的距离，”来自波茨坦大学的凯瑟琳·埃格伯特解释说，他是该研究的相应作者之一。

　　“通过我们第一次的详细分析，我们能够对这些宇宙电子的起源施加严格的限制，”该研究的合著者、马克斯普朗克研究所（Max-Planck-Institut fgr Kernphysik）的霍夫曼教授补充道。“在较大TeV下非常低的通量限制了天基任务与这种测量相竞争的可能性。因此，我们的测量不仅提供了一个关键的、以前未开发的能量范围的数据，影响了我们对当地社区的理解，而且它也可能成为未来几年的基准，”法国国家科学研究中心勒普林斯-林格实验室的研究员Mathieu de Naurois补充道。

　　脚注:

　　1 TeV=1012电子伏特。

　　从地面可以观测到高能伽马射线只是因为一个非常特殊的现象。当伽马射线进入大气层时，它与大气层中的原子和分子发生碰撞，产生新的粒子，这些粒子像雪崩一样冲向地面。这些粒子发出的闪光仅持续10亿年万分之一秒（切伦科夫辐射），它可以用大型的、专门装备的地面望远镜观测到sed望远镜。H.E.S.S.天文台位于纳米比亚的Khomas高地，海拔1835米，于2002年正式开始运作。它由五台望远镜组成。四台直径为12米的望远镜位于正方形的四角，另一台直径为28米的望远镜位于正方形的中心。这使得探测宇宙伽马射线成为可能，范围从几十兆电子涉及（GeV, 10）9（电子伏特）到几十个太电子牵涉到；牵涉到12electronvolts)。相比之下，可见光光子的能量为2到3电子伏特。H.E.S.S.目前是唯一在高能伽马射线光下观测南方天空的仪器。它也是同类望远镜系统中最大、最灵敏的。