“悟空”延寿 有望识破暗物质
●它是全球能量分辨率最优的空间探测器,2015年在酒泉发射 ●设计寿命为三年,已延寿两年,目前运行良好,明年将继续延寿
2020-10-15 00:00来源:厦门日报

  

暗物质粒子探测卫星“悟空号”示意图

  本报讯 据科技日报报道,记者从中国科学院紫金山天文台获悉,我国科学卫星系列首发星——暗物质粒子探测卫星“悟空”,经过2年延寿运行后,目前运行良好,明年将继续延寿,有望揭开暗物质神秘面纱。

  “悟空”在轨飞行1746天

  探测86.9亿个高能粒子

  2015年12月17日,“悟空”在酒泉发射升空。这是中国科学家首次在太空中放置自己的高分辨率高能空间望远镜,以期实现空间科学重大突破。

  从2015年12月20日接收到第一帧数传数据,至2020年9月30日,“悟空”号卫星已在轨飞行1746天,完成了全天区的第9遍扫描,共探测并处理了约86.9亿个高能粒子。

  “‘悟空’号的设计寿命为3年,目前探测器及卫星平台运行状态良好,已于2019年1月进行首次延寿运行,为期2年。基于悟空号目前优异的工作状态,有望于2021年1月再次延寿运行。”团队负责人之一、范一中研究员说。

  “悟空”的使命是寻找宇宙暗物质。科学家推测,宇宙中95%以上是暗物质和暗能量,其中暗物质占26.8%。暗物质不发光、不发出电磁波、不参与电磁相互作用,它无法用任何光学或电磁波观测设备直接“看”到。

  人类探测暗物质的方式主要分为三类:一是对撞机探测,主要有欧洲核子中心的大型强子对撞机;二是在地下进行的直接探测,我国在四川锦屏山地下实验室中正在开展相关实验;三是间接探测,主要在空间进行。

  “悟空”卫星就是采用第三种方式。物理学家认为,暗物质粒子碰撞后会产生高能粒子,如伽马射线、正负电子、正反质子、中微子等。暗物质卫星能精确探测这些粒子,通过其能谱、空间分布来寻找暗物质粒子存在的证据。

  目前,国际上有三个著名的暗物质探测器,“悟空”是世界上迄今为止观测能段范围最宽、能量分辨率最优的空间探测器。

  团队正搜寻暗物质信号

  研究下一代探测卫星

  “悟空”卫星的能量器包含308根纵横交错的晶体,每一根2.5厘米见方、60厘米长。这些漂亮的“水晶棒”能够测量入射粒子的能量,从而获取宇宙粒子的蛛丝马迹。

  每天清晨和傍晚,“悟空”都会路过中国上空。位于密云、喀什、三亚的三个数据接收站,每天要接收它回传的约16G数据。而“悟空”号科研团队就是要从日积月累的海量数据中分析出有价值的科学成果。

  早在2017年,“悟空”精确测量到太空中的电子宇宙射线能谱。2019年,“悟空”团队公布对质子宇宙射线能谱的精确测量结果,发现能谱上存在一处新的结构,据推测可能是邻近某宇宙射线源的印记。

  科学家从宇宙射线能谱中得出的判断是否准确,有两个相关因素:一是累积的数据量,二是背景的干扰性。数据量多多益善,而背景干扰则是越低越好。

  目前,“悟空”号科研团队正开展氦核宇宙射线能谱分析,这为进一步理解宇宙射线起源这一世纪谜题提供了重要数据。“悟空”号团队还在伽马射线数据中搜寻暗物质信号,并正积极推动下一代暗物质粒子探测卫星——“甚大面积伽马射线空间望远镜(VLAST)”的关键技术攻关。

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责任编辑:金肖