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11月1日，暗物質衛星“悟空”團隊公布最新科學成果，科研人員基于“悟空”數據，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，并發現能譜新結構。這一最新成果顯示，宇宙中高能粒子的傳播可能比預想更慢。

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碰撞后產生的次級粒子。在前六年觀測中，“悟空”共記錄了超過350萬個碳、氧、硼原子核數據，科研人員據此精確繪制出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，能譜出現了明顯不同于理論預期的拐折。

暗物質衛星首席科學家、中國科學院院士常進介紹，這是“悟空”首次對宇宙射線中的次級/原初粒子比例進行精確測量。在1TeV/n以上能段，“悟空”繪出的能譜精度最高，并且“看”到了不同于預期的能譜結構，這意味著經典宇宙射線傳播模型或需進一步修正。

衛星科學團隊成員、中科院紫金山天文臺副研究員岳川解釋，高能段的硼/碳、硼/氧比例出現拐折，可能是因為高能粒子在宇宙中的傳播比預想更慢。原初粒子的傳播速度越慢，就有越多機會與星際物質碰撞，進而碎裂產生更多次級粒子。

“由于宇宙射線粒子的碰撞產物會構成暗物質探測的背景，這項研究還可能幫助人類更精確地尋找暗物質。”岳川說。

“悟空”是我國的第一顆天文衛星，于2015年底發射。目前，衛星探測器狀態仍然良好，各項科學數據也在不斷積累中。

“悟空”科研團隊披露，目前，團隊正開展下一代暗物質探測項目“甚大面積伽馬射線空間望遠鏡（VLAST）”的關鍵技術攻關。下一代空間望遠鏡對伽馬射線的探測能力將提升50倍以上，可能幫人類追蹤到暗物質的具體蹤跡，還可以高效研究宇宙天體變化。

此次研究成果已于近日發表在我國綜合類學術期刊《科學通報》（英文版）上。

標簽： 宇宙射線 星際物質 次級粒子