我國“悟空”號又有新發現！對揭開宇宙射線起源之謎具有重要意義

IT之家 4 月 30 日消息，“悟空”號暗物質粒子探測衛星已在軌平穩運行超 10 年。據央視新聞今日報道，依托該衛星的大量探測數據，中國科學院紫金山天文臺領銜的科研團隊近期取得新成果，首次發現宇宙射線加速能量極限的電荷依賴規律。

報道提到，相關成果對揭開宇宙射線起源之謎具有重要意義，已于 4 月 29 日（昨日）在國際學術期刊《自然》發表。

據介紹，宇宙射線簡單來說就是宇宙空間里以接近光速飛行的高能粒子流，其中包含各類原子核、正負電子等粒子。這些宇宙射線來自超新星爆發、中子星，以及黑洞等極端天體，能幫人類探索極端環境下的物理規律，但是長期以來人類對宇宙射線的起源等問題一直沒有找到確切答案。

而我國領銜的國際科研團隊依托“悟空”號強大的探測能力，精確測量出了質子、氦、碳、氧、鐵這 5 種宇宙射線中最常見粒子的能量分布，首次直接觀測到它們在高能段都出現了一致的“鼓包”結構。其中，碳、氧、鐵三種粒子的最高有效測量能量，比以往提升了近 10 倍。

通過進一步研究，團隊發現這個特殊“鼓包”出現的位置與粒子的電荷成正比。結合多項觀測數據綜合分析，科研團隊得出結論：在地球附近，存在一個近距離的宇宙射線加速源，粒子能譜上的“鼓包”，就是這個源加速粒子的能力上限。

這也直接證明，宇宙射線源加速粒子的能量上限，和粒子電荷成正比。

IT之家注：暗物質粒子探測衛星（英文簡稱 DAMPE）“悟空”號是我國首顆空間天文衛星。它計劃通過在空間觀測高能電子（包括正電子）和伽瑪射線能譜，來尋找暗物質粒子的存在證據，并開展宇宙射線起源及伽馬射線天文方面的相關研究。

▲ “悟空”在軌示意圖

“悟空”號的核心科學目標除了通過對電子宇宙線和伽馬射線的觀測來間接探測暗物質粒子，還包括通過探測宇宙線核素粒子來研究宇宙線的加速和傳播機制。

值得一提的是，“悟空”號與國際上其他類似探測設備相比，其覆蓋能段寬、能量測量準、粒子鑒別強，具備優異的電荷分辨本領，可對高能宇宙線核素粒子進行高精度鑒別。

▲ 暗物質粒子探測衛星機械機構圖