暗物质卫星“悟空”公布最新科学成果

来源:新华社

2022-11-01 16:47

记者1日从暗物质卫星“悟空”团队获悉,科研人员基于“悟空”数据,新近绘制出迄今能段最高的硼/碳、硼/氧宇宙射线粒子比能谱,并发现能谱新结构。这一最新成果显示,宇宙中高能粒子的传播可能比预想更慢。

宇宙射线是来自外太空的高能粒子。其中碳、氧原子核是恒星核合成过程中产生的原初粒子,而硼原子核主要是碳、氧原子核在传播过程中和星际物质碰撞后产生的次级粒子。在前六年观测中,“悟空”共记录了超过350万个碳、氧、硼原子核数据,科研人员据此精确绘制出0.01TeV/n到5.6TeV/n(1TeV/n =1万亿电子伏特/核子)能段宇宙射线硼/碳比和硼/氧比的精确能谱。在大约0.1TeV/n处,能谱出现了明显不同于理论预期的拐折。

暗物质卫星首席科学家、中国科学院院士常进介绍,这是“悟空”首次对宇宙射线中的次级/原初粒子比例进行精确测量。在1TeV/n以上能段,“悟空”绘出的能谱精度最高,并且“看”到了不同于预期的能谱结构,这意味着经典宇宙射线传播模型或需进一步修正。

卫星科学团队成员、中科院紫金山天文台副研究员岳川解释,高能段的硼/碳、硼/氧比例出现拐折,可能是因为高能粒子在宇宙中的传播比预想更慢。原初粒子的传播速度越慢,就有越多机会与星际物质碰撞,进而碎裂产生更多次级粒子。

“由于宇宙射线粒子的碰撞产物会构成暗物质探测的背景,这项研究还可能帮助人类更精确地寻找暗物质。”岳川说。

“悟空”是我国的第一颗天文卫星,于2015年底发射。目前,卫星探测器状态仍然良好,各项科学数据也在不断积累中。

“悟空”科研团队披露,目前,团队正开展下一代暗物质探测项目“甚大面积伽马射线空间望远镜(VLAST)”的关键技术攻关。下一代空间望远镜对伽马射线的探测能力将提升50倍以上,可能帮人类追踪到暗物质的具体踪迹,还可以高效研究宇宙天体变化。

此次研究成果已于近日发表在我国综合类学术期刊《科学通报》(英文版)上。

(记者:王珏玢)

责任编辑:房佶宜
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