暗物质卫星“悟空”发布重大发现,丁肇中的预言可能提前实现

近日,中国科学院召开了暗物质粒子探测卫星“悟空”首批科学成果的新闻发布会,利用“悟空”采集到的数据,科研人员获得了截至目前全球最精确的高能电子宇宙线能谱,相关成果于发表在顶级科学期刊《自然》杂志上。

暗物质卫星“悟空”发布重大发现,丁肇中的预言可能提前实现

据“悟空”项目首席科学家、中国科学院紫金山天文台副台长常进介绍,电子宇宙射线的正常能谱变化应是一条平滑的曲线,根据“悟空”的观测数据,科学家们发现在1.4万亿电子伏特(TeV)的超高能谱段突然出现剧烈波动,反映在图上是一个“尖峰”,而人类此前从未观测到这一波动,这意味着中国科学家取得了一项开创性发现。至于是否为暗物质的踪迹,根据现有的探测数据量和理论模型还无法断定。

细心的读者应该还记得,我们在半个月前报道了我国A类战略性先导科技专项中“空间科学”分项一期所取得的成果,其中就有暗物质卫星“悟空”即将披露重大发现的消息。重大的发现从来不是一蹴而就的,需要大量数据的积累和验证,这次“悟空”的发现究竟有何科学价值呢,中科院院长白春礼表示,如果未来证明是暗物质,将会是一个重大的发现。如果不是暗物质,也可能带来对现有科学理论的突破。

暗物质卫星“悟空”发布重大发现,丁肇中的预言可能提前实现

暗物质粒子探测卫星“悟空”是目前世界上观测能段范围最宽、能量分辨率最优的暗物质粒子探测卫星。它的有效载荷质量是 1410 公斤,由塑料闪烁探测器、硅微条、钨板、电磁量能器和中子探测器组成,可以探测高能伽马射线、电子和宇宙射线。它的科学目标是测量宇宙射线中正负电子之比,找出可能的暗物质信号。

2015年12月17日,“悟空”搭乘长征二号丁运载火箭在酒泉卫星中心发射升空。2016年12月,中科院紫金山天文台发布通报,“悟空”在近两个月内频繁记录到来自超大质量黑洞 CTA 102 的伽马射线爆发,这表明该黑洞正经历新一轮活跃期。

“悟空”在轨运行的前530天共采集了约28亿颗高能宇宙射线,其中包含约150万颗25GeV以上的电子宇宙射线,科研人员在这些数据中成功获取了目前国际上精度最高的电子宇宙射线探测结果。

暗物质卫星“悟空”发布重大发现,丁肇中的预言可能提前实现

“悟空”测量到的TeV电子的“纯净”程度最高(因为其中混入的质子数量最少),而且它首次直接测量到了电子宇宙射线能谱在~1 TeV处的拐折。据项目专家介绍,当暗物质产生的电子宇宙射线信号到达上限值时,在对应的能谱上应该能够看到原本平缓延伸的线出现一个非常陡的下降,即拐折。在此前的国际探测中,无论是美国的费米卫星还是丁肇中院士领导的阿尔法磁谱仪项目都没有确认这个拐折的存在,而“悟空”找到了。

诺贝尔奖得主丁肇中此前曾表示,到2024年左右,暗物质一定会有取得相应的测量结果。现在,“悟空”的大发现或许会使发现暗物质的日子提前到来。


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