新成果+1！“悟空”號揭示宇宙射線加速關(guān)鍵機制

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

宇宙射線簡單來說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，但是長期以來人類對宇宙射線的起源等問題一直沒有找到確切答案。

我國領(lǐng)銜的國際科研團(tuán)隊依托“悟空”號強大的探測能力，精確測量出了質(zhì)子、氦、碳、氧、鐵這5種宇宙射線中最常見粒子的能量分布，首次直接觀測到它們在高能段都出現(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量能量，比以往提升了近10倍。通過進(jìn)一步研究，團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)這個特殊“鼓包”出現(xiàn)的位置與粒子的電荷成正比。

△中國科學(xué)院紫金山天文臺科研團(tuán)隊。

結(jié)合多項觀測數(shù)據(jù)綜合分析，科研團(tuán)隊得出結(jié)論：在地球附近，存在一個近距離的宇宙射線加速源，粒子能譜上的“鼓包”，就是這個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”號觀測到宇宙射線中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)時設(shè)備探測精度不足、觀測能量范圍有限等問題，六十多年來始終沒有得到實驗證實。如今，“悟空”號憑借超強的探測能力，首次為這一理論提供了直接觀測證據(jù)，對揭開宇宙射線起源之謎具有重要意義。

（總臺央視記者 帥俊全 褚爾嘉 制圖 艾玖玫）

【來源：push_央視新聞】

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