“悟空”卫星获全球最精确电子宇宙射线探测结果 助力暗物质探索

       11月30日，据中国之声《新闻纵横》报道，已经翻出地球十万八千里的探测卫星“悟空”号，用那双“火眼金睛”在茫茫太空中找到了“暗物质”的神秘 踪影。
       30日凌晨，英国《自然》杂志发表的论文显示，“悟空”卫星已获得世界上最精确的高能电子宇宙线能谱。高能电子宇宙线能谱，这个词对于大多数人来 说听着很陌生，它是什么？这个发现有什么意义？记者了解到，这个能谱有助于帮助天文学家进一步揭开暗物质的神秘面纱。
       暗物质，对于我们很多人来说已经不是什么新鲜名词，它经常出现在科幻小说、科幻电影里。但它到底是什么，或许没有多少人能说得清楚，就算在天文 学界它也依然是个谜。不过，暗物质与我们却密切相关。不知你有没有想过一个问题，太阳系围绕银河系的中心，以非常快的速度旋转，但是为什么没有因为 速度过高而飞离银河系的中心呢？是否还有其他看不见的物质，通过引力拉着太阳？而这些看不见的物质，就是天文学家所说的“暗物质”。探究暗物质的物 理本质，成了国际上粒子物理和天体物理领域最重大问题之一。
       中科院院长白春礼介绍说：“为此所做的计算表明，看不见的物质总量远远超过看得见的物质。这些看不见的物质被暂时称为暗物质。发现暗物质，就自 然成为了重大科学前沿。”
       2015年，我国成功发射了暗物质粒子探测卫星“悟空”。它的使命，就是在茫茫宇宙寻找暗物质粒子存在的证据。具体来说，就是寻找暗物质粒子湮没过 程产生的一些非常尖锐的能谱信号，即电子数目随能量变化情况的信号。这次“悟空”发现的高能电子宇宙线能谱，就是天文学家苦苦寻找的信号。
       十二年前，中国科学院紫金山天文台副台长常进在南极完成的一次气球实验，让我国在探测暗物质的道路上迈出重要的一步。在这次中美联合实验中，常 进使用了能够测量到非常高能量的探测器，却发现，在公认计数率应该下降的能谱段出现了超出。
       国家空间科学中心主任吴季回忆：“这个发现也引起了科学界的广泛讨论，到底是不是暗物质的蛛丝马迹？由于所获得的数据太少，置信度不高，因此无 法完全确定。但是那个结果还是非常激动人心的。我还记得2005年我第一次到常进的办公室，他就激动地给我看那条曲线，并说，‘如果我能够做一个更大的 探测器，把它放到卫星上，我就一定能够断定它是不是暗物质湮灭产生的高能粒子’。”
       2015年，我国成功发射了首颗天文卫星、暗物质粒子探测卫星“悟空”。白春礼说：“来自宇宙空间的粒子能谱根据我们已知的物理规律有其特定的分布 ，其分布规律是逐渐下降的。如果出现异常，必然有着新的物理原因。根据目前理论物理学家的解释，如果暗物质粒子相互碰撞并湮灭，将转换为高能电子。 那么到空间去精确地探测高能电子能谱，就可能发现暗物质存在的蛛丝马迹。”
       “悟空”号瞄准这个方向，用中国科学家特有的设计方案和中国工程师独特的探测器制造技术，实现了国际上最精确和最高效的探测，经过一年多的数据 积累，终于有了重大发现。在在轨运行的前530天里，共采集了约28亿高能宇宙射线，其中包含约150万25GeV以上的电子宇宙射线。基于这些数据，科研人员 成功获取了目前国际上精度最高的电子宇宙射线探测结果。“悟空”的数据揭示出电子能谱在1TeV处体现出一个拐折。科学家们分析，这个拐折反映了宇宙中 高能电子辐射源的典型加速能力。而拐折中精确的下降行为，对于判定能量低于1TeV的电子宇宙射线是否来自于暗物质，起着关键性作用。而更激动人心的是 ，“悟空”卫星初步发现电子宇宙射线能谱位于1.4TeV处存在精细结构。作为暗物质卫星工程首席科学家，常进介绍：“我们在高能段发现了一个令人瞩目的 现象，就在一个点，流量突然上去又下来了，这个点是我们没有预见到的，现有的物理知识还没办法解释。”
       一旦该精细结构得以确证，将是粒子物理或天体物理领域的开创性发现。常进解释：“当然我们现在的数据量还不足以百分之百肯定我们发现了什么东西 ，但是好的是‘悟空’号在天工作几乎完美，还在继续收集数据。我们希望通过后面的数据能够弄清楚在这个能段的这些新奇的东西究竟是什么。”

       （来源：央广网）