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暗物质卫星“悟空”发布第三批科学成果 都看见了啥?

时间:2021-07-26 11:02:29

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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。



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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

监制:胡清海

策划:刘心惠

文字:王珏玢

海报制作:徐湛

新华社国内部、新华社江苏分社联合制作

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