悟空看到的暗物质（暗物质卫星悟空）

悟空看到的暗物质（暗物质卫星悟空）△ “悟空”号探测的10 GeVn-5.6TeVn能段宇宙线硼碳比（左）和硼氧比（右）随能量的变化。图取自DAMPE collaboration (2022 Sci. Bull.)现代快报记者了解到，在前六年观测中，“悟空”号卫星共记录了超过350万个碳、氧、硼原子核数据。科研人员根据这些观测数据，精确绘制出0.01TeV/n到5.6TeV/n（1TeV/n =1万亿电子伏特/核子）能段宇宙射线硼/碳比和硼/氧比的精确能谱。在大约0.1TeV/n处，能谱出现了明显不同于理论预期的拐折。宇宙线是来自外太空的高能粒子，自1912年发现宇宙线以来，人类对它的观测和理论研究已经长达一个世纪。但时至今日，还有许多关于它的未解之谜。在宇宙线中，碳核、氧核等属于恒星核合成过程中产生的原初粒子，而硼核则主要是碳核、氧核在传播过程中和星际物质发生碰撞后产生的次级粒子。因此分析宇宙线中硼核和碳核、氧核数目比例

现代快报讯宇宙中有一只伶俐活泼的小猴子——“悟空”，它是中国第一颗暗物质粒子探测卫星。我国综合类学术期刊《科学通报》英文版近日刊发“悟空”团队的一项新成果，科研人员基于“悟空”数据，新近绘制出迄今能段最高的硼/碳、硼/氧宇宙射线粒子比能谱，并发现能谱新结构。这一最新成果显示，宇宙中高能粒子的传播可能比预想更慢。

△ “悟空”号探测示意图

新发现挑战经典宇宙线传播模型

宇宙线是来自外太空的高能粒子，自1912年发现宇宙线以来，人类对它的观测和理论研究已经长达一个世纪。但时至今日，还有许多关于它的未解之谜。

在宇宙线中，碳核、氧核等属于恒星核合成过程中产生的原初粒子，而硼核则主要是碳核、氧核在传播过程中和星际物质发生碰撞后产生的次级粒子。因此分析宇宙线中硼核和碳核、氧核数目比例，有助于研究宇宙线的传播过程。

△ “悟空”号测量的电荷谱

现代快报记者了解到，在前六年观测中，“悟空”号卫星共记录了超过350万个碳、氧、硼原子核数据。科研人员根据这些观测数据，精确绘制出0.01TeV/n到5.6TeV/n（1TeV/n =1万亿电子伏特/核子）能段宇宙射线硼/碳比和硼/氧比的精确能谱。在大约0.1TeV/n处，能谱出现了明显不同于理论预期的拐折。

△ “悟空”号探测的10 GeVn-5.6TeVn能段宇宙线硼碳比（左）和硼氧比（右）随能量的变化。图取自DAMPE collaboration (2022 Sci. Bull.)

“该结果对揭示宇宙线的传播机制以及星际介质的湍动属性具有十分重要的意义。”科研团队表示，这是“悟空”首次对宇宙射线中的次级/原初粒子比例进行精确测量。在1TeV/n以上能段，“悟空”绘出的能谱精度最高，并且“看”到了不同于预期的能谱结构，这意味着经典宇宙射线传播模型或需进一步修正。

遨游太空六年多，“悟空”状态良好

宇宙是浩瀚的，未知永远存在。不带电，看不见摸不着，寿命长……在我们身边，每分每秒都有无数的暗物质粒子穿越人体和其他物质，但我们感觉不到，它们就是暗物质。在如今的宇宙中，我们只弄清了5%，还有95%就是这些看不见的暗物质和暗能量，其中暗物质占约27%，接近70%的是暗能量。

△ “悟空”号暗物质粒子探测卫星效果图

2015年，为了“捕捉”暗物质粒子，中国首个暗物质粒子探测器“悟空”成功上天。《西游记》中，齐天大圣孙悟空神通广大，并有着锐利的“火眼金睛”。“悟空”卫星当然也是名副其实，与其说它是一颗卫星，还不如说它是一台望远镜，它为人类望向深邃的宇宙。

“悟空”的设计寿命本来只有3年，但直到现在，6岁多的“悟空”仍然保持着旺盛而充沛的活力。经检测，目前它状态良好，各项科学数据也在不断积累中。

△ “悟空”号卫星的艺术加工图片

“悟空”科研团队透露，目前，团队正开展下一代暗物质探测项目“甚大面积伽马射线空间望远镜（vlast）”的关键技术攻关。下一代空间望远镜对伽马射线的探测能力将提升50倍以上，可能帮人类追踪到暗物质的具体踪迹，还可以高效研究宇宙天体变化。

现代快报 记者 阿里亚 胡玉梅/文 储希豪/视频制作

（图片来源：中科院紫金山天文台、暗物质卫星项目组 编辑 周冬梅）