「悟空」號暗物質粒子探測衛星自2015年底發射以來,已在軌平穩運行超10年。依託該衛星的大量探測數據,中國科學院紫金山天文台領銜的科研團隊近期取得新成果,首次發現宇宙射線加速能量極限的電荷依賴規律,對揭開宇宙射線起源之謎具有重要意義。相關成果4月29日在國際學術期刊《自然》發表。
宇宙射線簡單來說就是宇宙空間裏以接近光速飛行的高能粒子流,其中包含各類原子核、正負電子等粒子。這些宇宙射線來自超新星爆發、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境下的物理規律,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。
我國領銜的國際科研團隊依託「悟空」號強大的探測能力,精確測量出了質子、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了一致的「鼓包」結構。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。通過進一步研究,團隊發現這個特殊「鼓包」出現的位置與粒子的電荷成正比。
結合多項觀測數據綜合分析,科研團隊得出結論: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。
早在1961年,這一理論預期就被丹麥物理學家提出,但受限於當時設備探測精度不足、觀測能量範圍有限等問題,六十多年來始終沒有得到實驗證實。如今,「悟空」號憑藉超強的探測能力,首次為這一理論提供了直接觀測證據,對揭開宇宙射線起源之謎具有重要意義。
(來源:央視新聞)
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何雪沫
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