質子 “悟空”號探天立新功 探測迄今最精確高能氦核宇宙射線能譜
【 質子|“悟空”號探天立新功 探測迄今最精確高能氦核宇宙射線能譜】5月19日，中國科學院紫金山天文臺發布消息，基于暗物質粒子探測衛星“悟空”號前四年半的在軌觀測數據，科研團隊成功獲得宇宙線氦核從70GeV（十億電子伏特）至80TeV（萬億電子伏特）能段的精確能譜測量結果，并探測到氦核能譜新結構。這是國際上首次利用空間實驗實現對10TeV以上能段氦核宇宙線能譜的精確測量，對揭示高能宇宙線的起源以及加速機制具有十分重要的意義。相關研究成果日前發表于《物理評論快報》上。
宇宙線被認為起源于超新星爆炸的遺跡或者黑洞吸積等極端天體，因此它們也是極端條件下天體環境和物理規律的信使。宇宙線的數目隨著能量的關系稱為其能譜，蘊含有豐富的關于宇宙線的物理信息。
暗物質粒子探測衛星“悟空”號是我國發射的第一顆用于空間高能粒子觀測的衛星，它的主要使命是間接探測暗物質粒子并研究宇宙線物理和高能伽馬射線天文。和國際上其他類似探測設備相比，“悟空”號覆蓋能段寬、能量測量準、粒子鑒別強，在高能正負電子和核素宇宙線的觀測方面位居國際前列。
質子和氦核是宇宙線中豐度最高的兩種粒子，其數目占宇宙線的約99%。“悟空”探測器具有優異的電荷分辨本領，可以對高能宇宙線質子和氦核進行有效鑒別，進而分別實現對質子和氦核能譜的精確測量。
專家介紹，和以往實驗結果相比，“悟空”號的測量結果在TeV以上能段的精度顯著提高。氦核能譜和質子能譜體現出非常類似的行為，預示著它們存在共同的起源。“悟空”號質子和氦核結果還表明二者能譜拐折的位置近似正比于其電荷。這一新的拐折結構及其電荷依賴的特性預示著它們可能來自鄰近地球的某個宇宙線加速源，拐折能量對應于該源的加速上限。
據了解，“悟空”號目前已進入二次延壽運行階段，探測器狀態良好，仍在不斷積累高質量觀測數據。隨著數據的進一步積累和分析的深入，“悟空”號有望取得更多的重要成果，為最終揭開高能宇宙線的起源和加速之謎作出重要的貢獻。（總臺央視采訪人員 帥俊全）
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