“悟空”號(hào)暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星自2015年底發(fā)射以來(lái)，已在軌平穩(wěn)運(yùn)行超10年。依托該衛(wèi)星的大量探測(cè)數(shù)據(jù)，中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)近期取得新成果，首次發(fā)現(xiàn)宇宙射線加速能量極限的電荷依賴規(guī)律，對(duì)揭開(kāi)宇宙射線起源之謎具有重要意義。相關(guān)成果4月29日在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表。

制圖 艾玖玫

宇宙射線簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是宇宙空間里以接近光速飛行的高能粒子流，其中包含各類原子核、正負(fù)電子等粒子。這些宇宙射線來(lái)自超新星爆發(fā)、中子星，以及黑洞等極端天體，它們就像是傳遞信息的宇宙“信使”，能幫人類探索極端環(huán)境下的物理規(guī)律，但是長(zhǎng)期以來(lái)人類對(duì)宇宙射線的起源等問(wèn)題一直沒(méi)有找到確切答案。

我國(guó)領(lǐng)銜的國(guó)際科研團(tuán)隊(duì)依托“悟空”號(hào)強(qiáng)大的探測(cè)能力，精確測(cè)量出了質(zhì)子、氦、碳、氧、鐵這5種宇宙射線中最常見(jiàn)粒子的能量分布，首次直接觀測(cè)到它們?cè)诟吣芏味汲霈F(xiàn)了一致的“鼓包”結(jié)構(gòu)。其中，碳、氧、鐵三種粒子的最高有效測(cè)量能量，比以往提升了近10倍。通過(guò)進(jìn)一步研究，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)特殊“鼓包”出現(xiàn)的位置與粒子的電荷成正比。

中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)科研團(tuán)隊(duì)。

結(jié)合多項(xiàng)觀測(cè)數(shù)據(jù)綜合分析，科研團(tuán)隊(duì)得出結(jié)論：在地球附近，存在一個(gè)近距離的宇宙射線加速源，粒子能譜上的“鼓包”，就是這個(gè)源加速粒子的能力上限。這也直接證明，宇宙射線源加速粒子的能量上限，和粒子電荷成正比。

“悟空”號(hào)觀測(cè)到宇宙射線中5種高豐度粒子存在統(tǒng)一的“鼓包”狀能譜結(jié)構(gòu)。

早在1961年，這一理論預(yù)期就被丹麥物理學(xué)家提出，但受限于當(dāng)時(shí)設(shè)備探測(cè)精度不足、觀測(cè)能量范圍有限等問(wèn)題，六十多年來(lái)始終沒(méi)有得到實(shí)驗(yàn)證實(shí)。如今，“悟空”號(hào)憑借超強(qiáng)的探測(cè)能力，首次為這一理論提供了直接觀測(cè)證據(jù)，對(duì)揭開(kāi)宇宙射線起源之謎具有重要意義。