“悟空”巡天有望揭开暗物质之谜

悟空的天空探测有望揭开暗物质的神秘面纱。

这几天，在全国欢庆国庆中秋的时候，天上的“猴子”还在太阳同步轨道上奔跑，忙得不亦乐乎。在首席科学家常进的带领下，500公里外的中国科学院紫金山天文台悟空研究团队并没有闲着，正在深入分析宇宙线和伽马射线数据。

2015年12月20日至2020年9月30日，悟空卫星在轨运行1746天，已完成全天区第9次扫描，探测处理高能粒子约86.9亿个。

“悟空的设计寿命是3年。目前探测器和卫星平台状态良好，2019年1月正式进行了为期2年的首次延寿运行。基于悟空出色的工作状态，预计2021年1月再次延寿。”团队负责人之一、研究员范告诉《科技日报》记者。

孙悟空的“水晶棒”会打开暗物质“乌云”。

2015年12月17日8时12分，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号运载火箭成功发射了我国科学卫星系列的第一颗星————暗物质粒子探测卫星“悟空”。

“这是中国科学家首次在太空中放置自己的高分辨率高能太空望远镜。”常进说，“有望深刻改变人类宇宙观，实现空间科学的重大突破。”

悟空的使命是寻找宇宙中的暗物质。科学家推测，宇宙中95%以上是暗物质和暗能量，其中暗物质占26.8%。暗物质不发光，不发射电磁波，也不参与电磁相互作用，因此不能被任何光学或电磁波观测设备直接“看见”。

探测暗物质主要有三种方式：一是对撞机探测，主要是欧洲核中心的大型强子对撞机；二是在地下进行直接探测，相关实验正在中国四川锦屏山地下实验室进行。第三，间接探测，主要在空间。

“悟空”卫星是第三条路。物理学家认为暗物质粒子碰撞产生高能粒子，如伽马射线、正负电子、正负质子、中微子等。卫星可以精确探测到这些粒子，并通过它们的能谱和空间分布找到暗物质粒子存在的证据。

目前世界上著名的暗物质探测器有三个，悟空是世界上观测范围最广、能量分辨率最好的空间探测器。

《西游记》以孙悟空命名的卫星“悟空”没有携带金箍，而是带来了300多根“水晶棒”。

悟空卫星的BGO能量装置包含308颗纵横交错的晶体，每颗2.5厘米见方，长60厘米，是世界上最长的BGO晶体。这些漂亮的“晶棒”可以测量入射粒子的能量，从而获得宇宙粒子的线索。

“年轻力壮”的“悟空”将继续服役。

每天早晚，悟空路过中国。位于密云、喀什和三亚的三个数据接收站每天从它们那里接收大约16G数据。“悟空”科研团队就是从积累的海量数据中分析出有价值的科学成果。

早在2017年，“悟空”科研团队就已经向世界展示了第一批成果：空间电子宇宙线能谱的精确测量。2019年，该团队再次公布了质子宇宙线能谱的精确测量结果，并在能谱上发现了新的结构。科学家推测这可能是附近宇宙射线源的标志。

从宇宙线光谱看，影响科学家判断准确性的因素有两个：一是积累的数据量，二是背景的干扰。当然，数据越多越好，背景干扰越低越好。

所以，常进的生活规律是早上醒来先看前一天卫星数据的总结报告，每晚看完下载数据的分析后再睡觉。

目前，“悟空”科研团队正在开展氦核宇宙线能谱分析。“我们发现氦核能谱也具有类似质子谱的扭结结构，这为我们进一步理解宇宙射线起源的世纪之谜提供了重要数据。”紫金山天文台研究员袁强告诉记者。

此外，“悟空”团队还在伽马射线数据中搜寻暗物质信号，并积极推进下一代暗物质粒子探测卫星——“超大面积伽马射线空间望远镜(VLAST)”的关键技术研究。

据范介绍，“悟空”的设计寿命为3年，已经退役近2年，但看起来依然“年轻有活力”，预计将再次延长工作时间。

标签：

版权声明：本文由用户上传，如有侵权请联系删除！