OP 313創下最遙遠高能耀變體紀錄：伽馬射線穿越約80億年抵達地球

一個來自宇宙深處的破紀錄訊號

CTAO LST Collaboration與MAGIC Collaboration於2026年8月15日在《Astronomy & Astrophysics》發表的觀測，確認平譜射電類星體（flat-spectrum radio quasar，FSRQ）OP 313，是目前在超高能（very-high-energy，VHE；高於100 GeV）伽馬射線下觀測到的最遙遠耀變體。OP 313的紅移為 z = 0.997，距離地球約 80億光年。

在2023年12月的一次爆發期間，位於西班牙拉帕爾馬羅克·德·洛斯·穆查丘斯天文台的LST-1及兩台MAGIC望遠鏡，都測量到來自OP 313的顯著VHE伽馬射線；100 GeV以上的訊號約為0.3個蟹狀星雲通量單位。換句話說，這些光子在宇宙中穿越了約80億年，才抵達地球。3

LST-1如何「看見」伽馬射線？

觀測由Fermi-LAT太空望遠鏡發現OP 313活動增強後發出的警報開始。LST-1迅速跟進，憑藉較低的能量門檻及大型集光面積，捕捉到這個遙遠源頭的VHE排放。MAGIC的獨立觀測則為訊號提供支持，並擴闊了能譜測量範圍。73

LST-1和MAGIC並非直接以鏡片「拍攝」伽馬光子。伽馬射線進入地球大氣層後，會引發極短暫的粒子簇射，並產生微弱的切倫科夫閃光；地面望遠鏡透過偵測及分析這些閃光，反推出伽馬射線的能量及方向。

為何距離如此重要？

OP 313的光子是在宇宙遠比今日年輕的時代發出，時間點位於宇宙恆星形成率「高峰期」（有時稱為「宇宙正午」）之後。這次紀錄所指的是 VHE耀變體／活動星系核（AGN） 的距離紀錄，並不代表它一定是所有類型VHE瞬變天體中最遙遠的一個。31

距離越遠，伽馬射線在抵達地球前要穿越的宇宙空間越長，沿途受到的吸收亦越值得研究。這正是OP 313觀測的另一個關鍵價值：它不只告訴我們遙遠黑洞附近發生甚麼，也提供了一道穿透宇宙的「光學探針」。

伽馬射線如何揭示河外背景光？

河外背景光（extragalactic background light，EBL）是由宇宙歷史中所有恆星及星系累積而成的瀰漫背景輻射，涵蓋光學至紅外線等波段。

當OP 313發出的高能伽馬光子在旅途中撞上EBL光子，兩者可以產生一對電子與正電子。這個過程會從原本朝向地球的光束中移走部分伽馬射線，並造成隨能量改變的衰減特徵。研究人員把Fermi、LST-1及MAGIC的數據放在一起，對OP 313本身的原始能譜及途中受到的吸收進行建模，從而為EBL的總密度設定嚴格上限。3

以LST-1的擬合結果為例，在0.6微米波長位置，EBL強度上限為 λIλ < 8.74 nW m⁻² sr⁻¹。3

爆發能量來自哪裏？

多波段數據與一個常見的耀變體模型相符：OP 313噴流中的電子以接近光速的速度運動，將較低能量的光子透過「逆康普頓散射」推高至伽馬射線能段。

由於這股相對論性噴流的方向接近地球，光束會產生相對論性增亮（relativistic beaming），令我們觀測到的排放遠比從其他方向看見的更強。3

LST-1首次科學發現的意義

這次結果亦是LST-1仍在調試期間取得的首次科學發現，顯示這台原型大型望遠鏡已經能夠進入低能量VHE範圍。對於距離遙遠、伽馬射線又會受到EBL強烈削弱的源頭而言，這個能段尤其重要。

位於拉帕爾馬的CTAO北方陣列計劃由四台LST組成，並預定於2026年10月15日舉行啟用儀式；陣列的目標能量下限約為20 GeV。若計劃按預期推進，較低能量門檻及更高的聯合觀測能力，將有助搜尋和研究更多、更遙遠的伽馬射線源。1245