暗物质卫星“悟空”发布又一科学成果
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2020年02月24日
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[db:标签]国暗物质卫星项目组28日宣布第二批科学成果。基于前两年半的数据，“悟空”在世界上首次利用空间实验准确绘制高能质子宇宙射线的能谱，观察能谱的新结构。
这项研究于28日发表在《科学》(科学进步)杂志上。
人类赖以生存的地球一直受到来自外太空的高能粒子的轰击。这些粒子统称为宇宙射线或宇宙射线，携带各种天体物理过程的关键信息。自1912年以来，人类研究宇宙射线已经有100多年了，但是他们无法对宇宙射线的来源和加速方式等基本问题给出准确的答案。
这一次，“悟空”首次利用空间实验精确测量了能量范围在0.04—100 TeV (1TeV=1万亿电子伏特)的宇宙射线质子能谱。根据暗物质卫星首席科学家张进的说法，质子是宇宙射线中粒子数量最多的，约占总数的90%。这次精确绘制的高能质子能谱为研究宇宙线物理提供了重要基础。
在最初两年半的工作中，“悟空”收集了大约2000万个高能质子数据。据此，科学研究小组绘制了高能宇宙射线的精确质子能谱。能谱清楚地显示出一种“扭结”结构，其中质子通量先上升后下降。光谱后半部分的下降结构是“悟空”首先发现的。
“扭结”很可能是因为地球刚好靠近宇宙射线源。”中国科学院紫金山天文台的研究员袁强说，如果后续研究更深入，人类有望直接找到附近的宇宙射线源。
中国科学院紫金山天文台研究员范钟毅说宇宙射线源相当于一个天然的超级粒子加速器。探索宇宙射线中的高能粒子很可能会打开一个超越现有物理模型的新世界。
“悟空”是我国发射的第一颗天文卫星。它于2015年12月17日发射，最初计划在天空运行3年。今年以来，“悟空”进入了“延伸服务”阶段，但迄今为止，卫星上的有效载荷仍处于良好状态。
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