「悟空」衛星公佈首批科學成果

■中國首顆暗物質粒子探測衛星「悟空」獲取珍貴數據，可能提供暗物質粒子新信息。 受訪者供圖

可能提供暗物質粒子新信息 專家：打開宇宙觀測新窗口

中國暗物質粒子探測衛星「悟空」（DAMPE）首批科技成果30日正式發佈。於2015年底發射的「悟空」在太空中運行前530天，共採集約28億顆高能宇宙射線，其中包含約150萬顆25GeV以上的電子宇宙射線。基於這些珍貴數據，中國科研人員成功獲取目前國際上精度最高的TeV電子宇宙射線探測結果。值得關注的是，現有數據初步顯示在~1.4 TeV處存在能譜精細結構，可能與暗物質粒子有關。

暗物質，被稱為披着隱身衣的「宇宙幽靈」。科學界認為，暗物質和暗能量佔當今宇宙總能量密度的95%，科學家僅知道它們存在，卻無法探測到它們。發現暗物質，是當今世界科學界的重大前沿課題。對於探測暗物質，目前有加速器、地下直接探測、太空間接探測三種方式。2015年12月17日發射的中國首顆天文衛星「悟空」，就屬於太空間接探測，它通過探測暗物質粒子湮滅後產生的看得見的粒子（普通粒子），來探測看不見的暗物質粒子。

採集約28億顆高能宇宙射線

「悟空」衛星在「高能電子、伽瑪射線的能量測量準確度」以及「區分不同種類粒子的本領」這兩項關鍵技術指標方面世界領先，尤其適合尋找暗物質粒子湮滅過程產生的一些非常尖銳的能譜信號。暗物質衛星首席科學家常進表示，「悟空」在太空中前530天共採集約28億顆高能宇宙射線，其中包含約150萬顆25GeV以上的電子宇宙射線。基於這些數據，科研人員成功獲取到目前國際上精度最高的TeV電子宇宙射線探測結果。這一成果，在2017年11月30日（北京時間）在《自然》（Nature）雜誌在線發表。

衛星狀態良好持續收集數據

專家表示，與其他國家在太空中進行的暗物質探測結果相比，中國「悟空」衛星的電子宇宙射線的能量測量範圍有着顯著提高。「『悟空』打開了宇宙觀測的新窗口，」常進說。「悟空」衛星測量到的TeV電子的「純淨」程度最高（也就是其中混入的質子數量最少），能譜的準確性高。

常進表示，「悟空」衛星首次直接測量到了電子宇宙射線能譜在~1 TeV處的拐折，該拐折反映了宇宙中高能電子輻射源的典型加速能力，其精確的下降行為對於判定部分（能量低於1 TeV）電子宇宙射線是否來自於暗物質起着關鍵性作用。

值得一提的是，「悟空」衛星更在高能段宇宙射線能譜探測出引人矚目的現象，數據初步顯示在~1.4 TeV處存在能譜精細結構。「『悟空』觀察到的~1.4TeV尖銳電子能譜提供了暗物質粒子存在的可能的新證據。」著名理論物理學家吳岳良院士說。目前，「悟空」衛星運行狀態良好，正持續收集數據，一旦上述精細結構得以確證，將是粒子物理或天體物理領域的開創性發現。

中國首顆暗物質粒子探測衛星「悟空」概況

發射時間：2015年12月17日

衛星重量：1,850公斤（其中探測器重量為1,415公斤）

軌道高度：距離地面500公里的太陽同步軌道

設計壽命：3年

三大科學目標：探測暗物質粒子

研究宇宙射線起源

研究伽瑪射線天文

香港文匯報