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人类赖以生存的地球每时每刻都经受着外太空高能粒子的轰击,这些粒子统称为宇宙射线或宇宙线,它们携带着多种天体物理过程的关键信息。1912年以来,人类对宇宙线的研究已经超过100年,但关于它们从哪儿来、如何被加速等基本问题,一直无法给出准确的答案。

此次,“悟空”首次利用空间实验,实现了0.04—100 TeV能段(1TeV=1万亿电子伏特)宇宙线质子能谱的精确测量。暗物质卫星首席科学家常进介绍,质子是宇宙线中数量最多的粒子,约占总量的90%。此次精确绘出的高能质子能谱,对于研究宇宙线物理提供了重要依据。

在前两年半的工作时间中,“悟空”共收集到约2000万个高能质子数据。据此,科研团队绘制出精确的高能宇宙线质子能谱。该能谱清晰展示出质子流量先上升、后下降的“拐折”结构,其中后半段的下降结构,系“悟空”首次发现。

“之所以出现‘拐折’,很可能是由于地球正好毗邻某个宇宙线源。”中科院紫金山天文台研究员袁强说,如果后续研究进一步深入,人类有望直接定位这一邻近的宇宙线源。

中科院紫金山天文台研究员范一中说,宇宙射线源相当于一个天然的超级粒子加速器。探究宇宙射线中的高能粒子,很可能打开现有物理模型之外的新世界。

“悟空”是我国发射的第一颗天文卫星,于2015年12月17日升空工作,原计划在天运行3年。今年以来,“悟空”已经进入“超期服役”阶段,但直至目前,卫星上各有效载荷依然状态良好。

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