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中國暗物質衛星“悟空”發布第三批科學成果

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2021-05-19 16:57 | 稿件來源:新華網

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  中國暗物質衛星項目團隊19日再次公布科學成果。基於四年半的在軌觀測數據,“悟空”繪出迄今最精確的高能氦原子核宇宙射線能譜,並觀察到能譜新結構。這一發現可能預示存在一處未知的宇宙射線源。

  這也是“悟空”繼精確測量電子能譜、繪制高能質子宇宙射線能譜後,第三次發布重要科學成果,標誌我國在空間高能粒子探測方面已躋身世界最前列。

  人類賴以生存的地球每時每刻都經受著外太空高能粒子的轟擊,這些粒子統稱為宇宙射線,它們攜帶著多種天體物理過程的關鍵信息。質子和氦原子核是宇宙射線中豐度最高的兩種粒子,約占總量的99%。搞清這兩種粒子的能譜分布,將為宇宙射線物理研究提供關鍵依據。

  此次,“悟空”實現了對0.07—80TeV能段(1TeV=1萬億電子伏特)宇宙射線氦原子核能譜的精確測量。在前四年半的工作時間中,“悟空”共收集到約1750萬個高能氦原子核數據。據此,科研團隊繪制出精確的高能氦核宇宙射線能譜。該能譜清晰展示出氦核流量先上升、後下降的“拐折”結構,其中後半段的下降結構,系“悟空”首次發現。

  暗物質衛星首席科學家、中國科學院院士常進介紹,對比“悟空”已經繪制出的高精度質子、氦核宇宙射線能譜,科研團隊發現了非常有意思的現象。“在高能能段,氦核和質子能譜表現出非常類似的‘行為’,這說明它們很可能擁有共同的起源,而我們的研究正一步步逼近這個神秘的宇宙射線源頭。”

  “宇宙射線源相當於一個天然的超級粒子加速器,我們的地球有可能正好毗鄰某個宇宙射線源。如果後續研究進一步深入,人類有望直接定位這一宇宙射線源。”衛星科學團隊成員、中科院紫金山天文台研究員袁強說。

  “悟空”是我國發射的第一顆天文衛星,於2015年12月17日升空工作,原計劃在天運行3年。目前,“悟空”已進入第二次延壽運行階段。

  常進介紹,衛星探測器狀態至今保持良好,高能電子、各種宇宙射線粒子等關鍵數據仍在不斷積累中。隨著數據的進一步積累,“悟空”有望取得更多成果,為最終揭開暗物質的奧秘和高能宇宙射線的起源加速之謎,做出重要貢獻。

  此次研究成果已刊發在物理學權威期刊《物理評論快報》上。

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