射線 “悟空”又報新發現!火眼金睛看到未知射線源,是何方“妖怪”

2015年12月17日,我國在酒泉衛星發射中心用長征二號火箭成功發射了“悟空”暗物質粒子探測衛星(DAMPE),這臺重達1.41噸的航天器是中國科學院空間科學戰略性先導科技專項首批研制的四顆科學實驗衛星之一,但與其說它是顆衛星,還不如說它是一臺望遠鏡,它的主要科學任務是探測暗物質粒子,以更高的能量和更好的分辨率來測量宇宙射線中正負電子之比,以找出可能的暗物質信號,但也可以觀測多種天體宇宙射線等,比如高能伽馬射線、電子和宇宙射線,具有能量分辨率高、測量能量范圍大和本底抑制能力強的優勢。
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在“悟空”入軌一年后,2016年12月29日,中科院紫金山天文臺宣布了它的一個重要發現——悟空的“火眼金睛”記錄到來自超大質量黑洞CTA 102的伽馬射線爆發。2019年10月時,又宣布“悟空”首次利用空間實驗精確繪出高能質子宇宙射線能譜,并觀察到能譜新結構。
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“悟空”暗物質粒子觀測衛星的設計壽命只有兩年,2018年12月時,宣稱延期服役兩年,2020年12月是又宣布繼續延期服役,2021年5月19日,又宣布了“悟空”的第三批科學成果——繪出迄今最精確的高能氦原子核宇宙射線能譜,并觀察到能譜新結構,或預示存在一處未知的宇宙射線源。
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宇宙射線充斥在整個宇宙空間中,攜帶著多種天體物理過程的關鍵信息,而悟空衛星所關注的質子和氦原子核是宇宙射線中豐度最高的兩種粒子,約占宇宙射線總量的99%,摸清這兩種粒子的能譜分布,就能為宇宙射線物理研究提供關鍵依據。基于4年來的觀測數據,“悟空”實現了對宇宙射線中氦原子核能譜的精確測量,共收集到約1750萬個高能氦原子核數據,繪制出精確的高能氦核宇宙射線能譜,天文學家們通過該能譜看清了氦核流量先上升后下降的“拐折”結構,其后半段的下降結構是“悟空”首次發現,具有重大科學意義。這一重大成果已發表于權威期刊《物理評論快報》上。
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對于這一發現,中國科學院院士、暗物質衛星首席科學家常進稱,對比“悟空”衛星已經繪制出的高精度質子和氦核的宇宙射線能譜,能發現氦核和質子能譜表現出非常類似的‘行為’,這是個很有意思的現象,那很可能說明兩者擁有共同的起源——一個神秘而強大的宇宙射線源,這是何方“妖怪”?目前還是一個值得研究的謎題。
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宇宙中的射線源有很多,但是強大到成為宇宙射線背景的卻不多,在我們的太陽系中,太陽有著成為這樣的射線源的能力,但悟空所拍到的宇宙射線源肯定不是它,而是一個其他的未知天體,至于它到底是什么,目前還不好推測,很可能是一個超大質量黑洞,其兩極中的一極正對著地球的方向,也有可能是一個距離較近的小型黑洞或者新產生的中子星,但具體是哪種天體還需要繼續研究,相信“悟空”的“火眼金睛”能讓這個神秘“妖怪”現出原形。
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?參考資料:《浙江日報》5月19日文章《暗物質衛星“悟空”發布第三批科學成果 都看見了啥》

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