暗物质卫星“悟空”发布第三批科学成果 都看见了啥？

仙仙

中国暗物质卫星项目团队5月19日再次公布科学成果。基于四年半的在轨观测数据，“悟空”绘出迄今最精确的高能氦原子核宇宙射线能谱，并观察到能谱新结构。这一发现可能预示存在一处未知的宇宙射线源。


这也是“悟空”继精确测量电子能谱、绘制高能质子宇宙射线能谱后，第三次发布重要科学成果，标志我国在空间高能粒子探测方面已跻身世界最前列。






人类赖以生存的地球每时每刻都经受着外太空高能粒子的轰击，这些粒子统称为宇宙射线，它们携带着多种天体物理过程的关键信息。质子和氦原子核是宇宙射线中丰度最高的两种粒子，约占总量的99%。搞清这两种粒子的能谱分布，将为宇宙射线物理研究提供关键依据。




此次，“悟空”实现了对0.07至80TeV能段（1TeV=1万亿电子伏特）宇宙射线氦原子核能谱的精确测量。在前四年半的工作时间中，“悟空”共收集到约1750万个高能氦原子核数据。据此，科研团队绘制出精确的高能氦核宇宙射线能谱。该能谱清晰展示出氦核流量先上升、后下降的“拐折”结构，其中后半段的下降结构，系“悟空”首次发现。


暗物质卫星首席科学家、中国科学院院士常进介绍，对比“悟空”已经绘制出的高精度质子、氦核宇宙射线能谱，科研团队发现了非常有意思的现象。“在高能能段，氦核和质子能谱表现出非常类似的‘行为’，这说明它们很可能拥有共同的起源，而我们的研究正一步步逼近这个神秘的宇宙射线源头。”常进说。




“宇宙射线源相当于一个天然的超级粒子加速器，我们的地球有可能正好毗邻某个宇宙射线源。如果后续研究进一步深入，人类有望直接定位这一宇宙射线源。”卫星科学团队成员、中科院紫金山天文台研究员袁强说。


“悟空”是我国发射的第一颗天文卫星，于2015年12月17日升空工作，原计划运行3年。目前，“悟空”已进入第二次延寿运行阶段。




常进介绍，卫星探测器状态至今保持良好，高能电子、各种宇宙射线粒子等关键数据仍在不断积累中。随着数据的进一步积累，“悟空”有望取得更多成果，为最终揭开暗物质的奥秘和高能宇宙射线的起源加速之谜，作出重要贡献。


此次研究成果已刊发在物理学权威期刊《物理评论快报》上。





出品人：赵承


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