記者1日從暗物質(zhì)衛(wèi)星“悟空”團(tuán)隊(duì)獲悉，科研人員基于“悟空”數(shù)據(jù)，新近繪制出迄今能段最高的硼/碳、硼/氧宇宙射線粒子比能譜，并發(fā)現(xiàn)能譜新結(jié)構(gòu)。這一最新成果顯示，宇宙中高能粒子的傳播可能比預(yù)想更慢。
宇宙射線是來自外太空的高能粒子。其中碳、氧原子核是恒星核合成過程中產(chǎn)生的原初粒子，而硼原子核主要是碳、氧原子核在傳播過程中和星際物質(zhì)碰撞后產(chǎn)生的次級(jí)粒子。在前六年觀測(cè)中，“悟空”共記錄了超過350萬個(gè)碳、氧、硼原子核數(shù)據(jù)，科研人員據(jù)此精確繪制出0.01TeV/n到5.6TeV/n（1TeV/n =1萬億電子伏特/核子）能段宇宙射線硼/碳比和硼/氧比的精確能譜。在大約0.1TeV/n處，能譜出現(xiàn)了明顯不同于理論預(yù)期的拐折。
暗物質(zhì)衛(wèi)星首席科學(xué)家、中國(guó)科學(xué)院院士常進(jìn)介紹，這是“悟空”首次對(duì)宇宙射線中的次級(jí)/原初粒子比例進(jìn)行精確測(cè)量。在1TeV/n以上能段，“悟空”繪出的能譜精度最高，并且“看”到了不同于預(yù)期的能譜結(jié)構(gòu)，這意味著經(jīng)典宇宙射線傳播模型或需進(jìn)一步修正。
衛(wèi)星科學(xué)團(tuán)隊(duì)成員、中科院紫金山天文臺(tái)副研究員岳川解釋，高能段的硼/碳、硼/氧比例出現(xiàn)拐折，可能是因?yàn)楦吣芰Ｗ釉谟钪嬷械膫鞑ケ阮A(yù)想更慢。原初粒子的傳播速度越慢，就有越多機(jī)會(huì)與星際物質(zhì)碰撞，進(jìn)而碎裂產(chǎn)生更多次級(jí)粒子。
“由于宇宙射線粒子的碰撞產(chǎn)物會(huì)構(gòu)成暗物質(zhì)探測(cè)的背景，這項(xiàng)研究還可能幫助人類更精確地尋找暗物質(zhì)。”岳川說。
“悟空”是我國(guó)的第一顆天文衛(wèi)星，于2015年底發(fā)射。目前，衛(wèi)星探測(cè)器狀態(tài)仍然良好，各項(xiàng)科學(xué)數(shù)據(jù)也在不斷積累中。
“悟空”科研團(tuán)隊(duì)披露，目前，團(tuán)隊(duì)正開展下一代暗物質(zhì)探測(cè)項(xiàng)目“甚大面積伽馬射線空間望遠(yuǎn)鏡（VLAST）”的關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。下一代空間望遠(yuǎn)鏡對(duì)伽馬射線的探測(cè)能力將提升50倍以上，可能幫人類追蹤到暗物質(zhì)的具體蹤跡，還可以高效研究宇宙天體變化。
此次研究成果已于近日發(fā)表在我國(guó)綜合類學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)通報(bào)》（英文版）上。
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策劃：劉心惠
記者：王玨玢
編輯：唐健輝
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