中国“悟空”卫星重大成果

据中国科学院公布,暗物质粒子探测卫星“悟空”在太空中测量到了电子宇宙射线的一处异常波动。这一“尖峰”此前从未被人观测到,是中国科学家取得的一项开创性发现,可能与暗物质相关,有望为现有科学理论带来突破。

 资  讯 

“搭便车”的历史偶遇

即时 | 2017-12-01 08:01

在中科院紫金山天文台,暗物质粒子探测卫星首席科学家常进(中)和他的团队(2017年11月2日摄)。

2017年11月30日,《自然》发表了悟空的首批重要成果。“沙漠”之外的“风光旖旎”,被中国人掀开一角。中科院院长白春礼说,中国科学家已经从自然科学前沿重大发现和理论的学习者、继承者、围观者,逐渐走到舞台中央。年轻时就爱琢磨宇宙的常进经常会提及爱因斯坦的一句话:宇宙中最不可理解的事,是宇宙居然是可以理解的。但他随即又加了后半句:“宇宙现在仍然是不可理解的。”

人类对暗物质的孜孜以求究竟能换来多少看得见摸得着的改变?对于常进和他的团队来说,走出人类认知局限的“沙漠”原本就是驱动他们投身科学的“初心”,在这条路上,有苦,但更多的是乐趣。新华社记者金立旺摄


在中科院紫金山天文台,暗物质粒子探测卫星首席科学家常进在介绍卫星(2017年11月2日摄)。新华社记者季春鹏摄


在中科院紫金山天文台,一名科研人员在检查卫星参数(2017年11月2日摄)。新华社记者季春鹏摄


在中科院紫金山天文台,暗物质粒子探测卫星首席科学家常进在“悟空号”获取的电子宇宙射线能谱图前(2017年11月2日摄)。新华社记者金立旺摄


在中科院紫金山天文台,暗物质粒子探测卫星首席科学家常进在通过暗物质粒子探测卫星“悟空”的观测数据完成的一张伽马射线天图前(2017年11月3日摄)。新华社记者金立旺摄


在中科院紫金山天文台的暗物质粒子探测卫星首席科学家常进在介绍卫星情况(2017年11月3日摄)。新华社记者李响摄


在中科院紫金山天文台的暗物质粒子探测卫星首席科学家常进(左一)在向来访的外国专家介绍研究进展(2017年11月3日摄)。新华社记者李响摄


中国科学院暗物质与空间天文重点实验室,常进在“悟空”的“生日宴会”上(2016年12月17日摄)。新华社记者李响摄


中国科学院暗物质与空间天文重点实验室的部分科学家在“悟空”的“生日宴会”上合影(2016年12月17日摄)。新华社记者李响摄


在中科院紫金山天文台,暗物质粒子探测卫星首席科学家常进(中)和同事范一中(左)、伍健(右)在“悟空号”获取的电子宇宙射线能谱图前合影(2017年11月2日摄)。新华社记者季春鹏摄


在中科院国家空间科学中心空间科学任务大厅,暗物质粒子探测卫星首席科学家常进在介绍卫星工作情况(2015年12月24日摄)。新华社记者金立旺摄

暗物质粒子探测卫星“悟空”发现疑似暗物质踪迹

即时 | 2017-12-01 07:31

本报北京11月30日电(记者 吴月辉)暗物质粒子探测卫星“悟空”团队日前在北京发布首批科学成果,宣布“悟空”卫星在轨运行的前530天共采集了约28亿颗高能宇宙射线,其中包含约150万颗25GeV(1GeV=10亿电子伏特)以上的电子宇宙射线。基于这些数据,科研人员成功获取了目前国际上精度最高的电子宇宙射线能谱,该能谱将有助于发现暗物质存在的蛛丝马迹。

“悟空”在太空中首次测量到电子宇宙射线的一处异常波动,数据初步显示存在能谱精细结构,可能是暗物质粒子存在的新证据。目前卫星运行状态良好,正持续收集数据,一旦该精细结构得以确证,将是粒子物理或天体物理领域的开创性发现。该成果于北京时间11月30日在《自然》杂志在线发表。

“悟空”卫星于2015年12月17日发射成功,是中国的首颗天文卫星。卫星采用了中国科学院紫金山天文台研究人员自主提出的分辨粒子种类的新探测技术方法,在“高能电子、伽马射线的能量测量准确度”以及“区分不同种类粒子的本领”这两项关键技术指标方面世界领先,尤其适合寻找暗物质粒子湮灭过程产生的一些非常尖锐的能谱信号,从而获得了关于电子宇宙射线观测的最好结果。

评“悟空”新发现:拓宽观察宇宙窗口 真正实现“火眼金睛”

即时 | 2017-11-30 15:09

中新社北京11月30日电 题:业界热评“悟空”新发现:拓宽观察宇宙窗口 真正实现“火眼金睛”

中新社记者 张素

北京时间30日,国际权威学术期刊《自然》在线发表了中国首颗暗物质探测卫星“悟空”的首批成果:发现太空中的反常电子信号。相关专家如何评价“悟空”的相关表现?

评价卫星——真正实现了“火眼金睛”。

“悟空”自2015年12月17日“上天”以来,每日绕行地球15圈、获得约500万个高能粒子。它采用的是由中国科学家自主提出的分辨粒子种类的新探测技术方法,既能探测低能区,也能探测高能区,特别是首次走进1万亿电子伏特(TeV)以上的“无人区”。

“悟空”不仅看得清,还找得准。“卫星的动态范围达到100万倍。”“悟空”首席科学家、中国科学院紫金山天文台副台长常进打比方说,卫星能够同时看清一个身高2米的人及他体内每一个血小板。此外,“悟空”累计探测超过35亿个高能宇宙射线,从中搜寻到100多个“奇异”电子,精准度相当于“在上千万人口的城市里找到特定的一个人”。

《自然》物理科学主编卡尔·日耶梅利斯(Karl Ziemelis)在受访时表示,高能电子宇宙射线能谱可以为科学家们探寻高能粒子源头提供线索,“悟空”证实了暗物质粒子探测卫星在这方面的可观潜力。

中国科学院国家空间科学中心主任吴季透露,卫星在轨接近两年,各个探测器性能仍保持发射时的状态。而从不间断获取数据来看,“卫星在天上没有浪费1分钟”。

评价成果——发现暗物质的“蛛丝马迹”。

像“悟空”这样通过寻找暗物质湮灭或衰变的产物,间接寻找暗物质的过程,常进形象地称为“根据儿子的基因反推父亲”。经过530天在轨运行观测积累,“悟空”首次直接测量到了电子宇宙射线能谱在1TeV处的“拐折”及在1.4TeV处的“尖峰”。

《自然》审稿人、一位国际知名理论物理学家评价称:“现有的物理模型无法解释‘悟空’的最新发现。”

中国科学院院士、中国科学院理论物理研究所所长吴岳良认为,从目前数据分析来看,产生“奇异”电子信号的来源很可能是暗物质湮灭。如果进一步证实这种观点,人们就可以根据“悟空”的探测结果获知暗物质粒子的质量和湮灭率。

评价意义——拓宽人类观察宇宙的窗口。

中国科学院院长白春礼认为,如果“悟空”最终确定发现暗物质,无疑非常重要,但如果不是暗物质,也意义重大,因为这将突破物理学理论,改变我们对物质的已有认知。

日耶梅利斯也表示,暗物质并不是天体物理学家需要解答的唯一问题,所以不管“悟空”能否找到暗物质,它所获取的高能宇宙射线能谱信息都将推动新理论的发展。

评价中国——展现长年投入的回报。

与美国费米卫星等国际同类设备相比,中国“悟空”所花经费相对少,却在“高能电子、伽马射线的能量测量准确度”和“区分不同种类粒子的本领”这两项关键技术指标方面世界领先。

“此次成果展示了中国技术实力发展的一个里程碑。”《自然》中国区科学总监印格致(Ed Gerstner)说,“悟空”的精湛技术将在未来帮助我们解决其他技术挑战。

“中国科学家已经从自然科学前沿理论的学习者、继承者、围观者,逐渐走到了舞台中央。”白春礼说,包括“悟空”在内,中国科学院空间先导专项首批部署的4个卫星工程“四发四捷”,未来还将继续对基础科学前沿给予特别关注,继续布局、研制和发射新的空间科学卫星。

印格致坦言,中国对于基础科学的支持,展示了中国对于“基础科学是创新型经济发展引擎”的深刻理解。(完)

“悟空”发现疑似暗物质踪迹 中国探问宇宙之谜迈出重要一步

即时 | 2017-11-30 07:19

“悟空”首席科学家、中科院紫金山天文台副台长常进在中国科学院发布暗物质粒子探测卫星首批科学成果(11月27日摄)。

暗物质,一个人类追寻多年的宇宙魅影,最近被中国“悟空”发现了疑似踪迹。

国际权威学术期刊《自然》于北京时间30日在线发布,暗物质粒子探测卫星“悟空”在太空中测量到电子宇宙射线的一处异常波动。这一神秘讯号首次为人类所观测,意味着中国科学家取得了一项开创性发现。

“‘悟空’的最新发现,是引领性原创成果重大突破。”中科院院长白春礼说,如果后续研究证实这一发现与暗物质相关,将是一项具有划时代意义的科学成果,即便与暗物质无关,也可能带来对现有科学理论的突破。

探问宇宙之谜的火炬,传承到新时代的中国人手中。从“东方红一号”到“悟空”,从茫茫深海到浩渺太空,“中国梦”正承载起更多为全人类探寻未知、解答未知的使命。

新华社记者 金立旺 摄


在中国科学院紫金山天文台,“悟空”首席科学家、中科院紫金山天文台副台长常进在介绍暗物质粒子探测卫星的科学成果(11月2日摄)。

暗物质,一个人类追寻多年的宇宙魅影,最近被中国“悟空”发现了疑似踪迹。

国际权威学术期刊《自然》于北京时间30日在线发布,暗物质粒子探测卫星“悟空”在太空中测量到电子宇宙射线的一处异常波动。这一神秘讯号首次为人类所观测,意味着中国科学家取得了一项开创性发现。

“‘悟空’的最新发现,是引领性原创成果重大突破。”中科院院长白春礼说,如果后续研究证实这一发现与暗物质相关,将是一项具有划时代意义的科学成果,即便与暗物质无关,也可能带来对现有科学理论的突破。

探问宇宙之谜的火炬,传承到新时代的中国人手中。从“东方红一号”到“悟空”,从茫茫深海到浩渺太空,“中国梦”正承载起更多为全人类探寻未知、解答未知的使命。

新华社记者 金立旺 摄


在中国科学院紫金山天文台,“悟空”科学应用系统副总师范一中在介绍研究成果(11月2日摄)。

暗物质,一个人类追寻多年的宇宙魅影,最近被中国“悟空”发现了疑似踪迹。

国际权威学术期刊《自然》于北京时间30日在线发布,暗物质粒子探测卫星“悟空”在太空中测量到电子宇宙射线的一处异常波动。这一神秘讯号首次为人类所观测,意味着中国科学家取得了一项开创性发现。

“‘悟空’的最新发现,是引领性原创成果重大突破。”中科院院长白春礼说,如果后续研究证实这一发现与暗物质相关,将是一项具有划时代意义的科学成果,即便与暗物质无关,也可能带来对现有科学理论的突破。

探问宇宙之谜的火炬,传承到新时代的中国人手中。从“东方红一号”到“悟空”,从茫茫深海到浩渺太空,“中国梦”正承载起更多为全人类探寻未知、解答未知的使命。

新华社记者 李响 摄


在中国科学院紫金山天文台,“悟空”科学应用系统副总师范一中在介绍研究成果(11月2日摄)。

暗物质,一个人类追寻多年的宇宙魅影,最近被中国“悟空”发现了疑似踪迹。

国际权威学术期刊《自然》于北京时间30日在线发布,暗物质粒子探测卫星“悟空”在太空中测量到电子宇宙射线的一处异常波动。这一神秘讯号首次为人类所观测,意味着中国科学家取得了一项开创性发现。

“‘悟空’的最新发现,是引领性原创成果重大突破。”中科院院长白春礼说,如果后续研究证实这一发现与暗物质相关,将是一项具有划时代意义的科学成果,即便与暗物质无关,也可能带来对现有科学理论的突破。

探问宇宙之谜的火炬,传承到新时代的中国人手中。从“东方红一号”到“悟空”,从茫茫深海到浩渺太空,“中国梦”正承载起更多为全人类探寻未知、解答未知的使命。

新华社记者 金立旺 摄


11月27日,暗物质粒子探测卫星“悟空”首批科学成果新闻发布会在中国科学院举行。

暗物质,一个人类追寻多年的宇宙魅影,最近被中国“悟空”发现了疑似踪迹。

国际权威学术期刊《自然》于北京时间30日在线发布,暗物质粒子探测卫星“悟空”在太空中测量到电子宇宙射线的一处异常波动。这一神秘讯号首次为人类所观测,意味着中国科学家取得了一项开创性发现。

“‘悟空’的最新发现,是引领性原创成果重大突破。”中科院院长白春礼说,如果后续研究证实这一发现与暗物质相关,将是一项具有划时代意义的科学成果,即便与暗物质无关,也可能带来对现有科学理论的突破。

探问宇宙之谜的火炬,传承到新时代的中国人手中。从“东方红一号”到“悟空”,从茫茫深海到浩渺太空,“中国梦”正承载起更多为全人类探寻未知、解答未知的使命。

新华社记者 金立旺 摄


  搭载暗物质粒子探测卫星的长征二号丁运载火箭升空(2015年12月17日摄)。

暗物质,一个人类追寻多年的宇宙魅影,最近被中国“悟空”发现了疑似踪迹。

国际权威学术期刊《自然》于北京时间30日在线发布,暗物质粒子探测卫星“悟空”在太空中测量到电子宇宙射线的一处异常波动。这一神秘讯号首次为人类所观测,意味着中国科学家取得了一项开创性发现。

“‘悟空’的最新发现,是引领性原创成果重大突破。”中科院院长白春礼说,如果后续研究证实这一发现与暗物质相关,将是一项具有划时代意义的科学成果,即便与暗物质无关,也可能带来对现有科学理论的突破。

探问宇宙之谜的火炬,传承到新时代的中国人手中。从“东方红一号”到“悟空”,从茫茫深海到浩渺太空,“中国梦”正承载起更多为全人类探寻未知、解答未知的使命。

新华社记者 金立旺 摄


“悟空”首席科学家常进在中科院国家空间科学中心空间科学任务大厅介绍卫星工作情况(2015年12月24日摄)。

暗物质,一个人类追寻多年的宇宙魅影,最近被中国“悟空”发现了疑似踪迹。

国际权威学术期刊《自然》于北京时间30日在线发布,暗物质粒子探测卫星“悟空”在太空中测量到电子宇宙射线的一处异常波动。这一神秘讯号首次为人类所观测,意味着中国科学家取得了一项开创性发现。

“‘悟空’的最新发现,是引领性原创成果重大突破。”中科院院长白春礼说,如果后续研究证实这一发现与暗物质相关,将是一项具有划时代意义的科学成果,即便与暗物质无关,也可能带来对现有科学理论的突破。

探问宇宙之谜的火炬,传承到新时代的中国人手中。从“东方红一号”到“悟空”,从茫茫深海到浩渺太空,“中国梦”正承载起更多为全人类探寻未知、解答未知的使命。

新华社记者 金立旺 摄


这是中科院国家空间科学中心空间科学任务大厅屏幕上显示的接收到的第一批科学数据(2015年12月24日摄)。

暗物质,一个人类追寻多年的宇宙魅影,最近被中国“悟空”发现了疑似踪迹。

国际权威学术期刊《自然》于北京时间30日在线发布,暗物质粒子探测卫星“悟空”在太空中测量到电子宇宙射线的一处异常波动。这一神秘讯号首次为人类所观测,意味着中国科学家取得了一项开创性发现。

“‘悟空’的最新发现,是引领性原创成果重大突破。”中科院院长白春礼说,如果后续研究证实这一发现与暗物质相关,将是一项具有划时代意义的科学成果,即便与暗物质无关,也可能带来对现有科学理论的突破。

探问宇宙之谜的火炬,传承到新时代的中国人手中。从“东方红一号”到“悟空”,从茫茫深海到浩渺太空,“中国梦”正承载起更多为全人类探寻未知、解答未知的使命。

新华社记者 金立旺 摄


在地处四川南部地底2400米的中国锦屏地下实验室,PandaX实验组的研究人员对设备进行维护(2016年6月28日摄)。该实验组利用在空气中提纯的惰性元素氙作为探测媒介来寻找暗物质。

暗物质,一个人类追寻多年的宇宙魅影,最近被中国“悟空”发现了疑似踪迹。

国际权威学术期刊《自然》于北京时间30日在线发布,暗物质粒子探测卫星“悟空”在太空中测量到电子宇宙射线的一处异常波动。这一神秘讯号首次为人类所观测,意味着中国科学家取得了一项开创性发现。

“‘悟空’的最新发现,是引领性原创成果重大突破。”中科院院长白春礼说,如果后续研究证实这一发现与暗物质相关,将是一项具有划时代意义的科学成果,即便与暗物质无关,也可能带来对现有科学理论的突破。

探问宇宙之谜的火炬,传承到新时代的中国人手中。从“东方红一号”到“悟空”,从茫茫深海到浩渺太空,“中国梦”正承载起更多为全人类探寻未知、解答未知的使命。

新华社记者 薛玉斌 摄

“悟空”重大成果:发现反常电子信号 疑与暗物质相关

即时 | 2017-11-30 07:04

“悟空”重大成果揭晓:发现反常电子信号,疑似与暗物质相关

据中国科学院公布,暗物质粒子探测卫星“悟空”在太空中测量到了电子宇宙射线的一处异常波动。这一“尖峰”此前从未被人观测到,是中国科学家取得的一项开创性发现,可能与暗物质相关,有望为现有科学理论带来突破。(陈芳、董瑞丰)

三问暗物质卫星首批科学成果:找到了吗?有啥用?

即时 | 2017-11-30 06:51

来源:上海东方高清

新华社北京11月30日电 题:找到了吗?有什么用?万一找错了呢?——三问暗物质卫星首批科学成果

新华社记者蒋芳、蔡玉高、王珏玢

北京时间30日,暗物质探测卫星“悟空”首批成果由《自然》杂志在线公布。精细结构、“奇异”电子信号、关键拐折……成果中大量出现的专业用语令公众困惑:科学家究竟找到了暗物质吗?如果找到的是暗物质粒子,对人类而言有什么用?万一找到的不是暗物质,意义何在?

找到暗物质了吗?

“悟空”首席科学家、中科院紫金山天文台副台长常进表示,首批成果中最令人兴奋的是发现了100多个“奇异”电子,随着电子数量的进一步积累,才能进一步提高该发现的置信度,为人类打开新的观测宇宙窗口。

中科院院士吴岳良分析,从目前数据分析看,这些“奇异”电子信号可能有两个来源,要么来自暗物质湮灭,要么来自超新星遗迹或是脉冲星。“从目前来看,来自前者的可能性似乎更有说服力。”

一旦国际科学界进一步认可其来自暗物质起源,人类就可以根据“悟空”的探测结果获知暗物质粒子的质量、湮灭率,以及太阳系附近的暗物质团块分布等信息,这些都是以前无法得到的。

“Maybe,maybe,YES,”《自然》中国区科学总监印格致(Ed Gerstner)则从另一角度阐述科学发现与公众认识之间的“距离”:“每一次发现新的信号,科学界都会为之震动,公众则会反复追问:找到暗物质了吗?科学家却只能回答:可能吧。在前沿科学研究领域,这样的对话可能会延续很多很多年,直到多个方向的研究成果反复互证,科学家们才会最终宣布:是的!我们找到了!”

在11月27日举行的首批科学成果发布会上,媒体一直在追问常进何时能找到暗物质。对此,常进表示:“我目前的工作是做好卫星数据的搜集与分析工作。确认找到暗物质,一定是个漫长的过程,需全球科学家协力探索。”

找到暗物质有什么用?

暗物质被称为“世纪之谜”。20世纪初,荷兰天文学家奥尔特等多位科学家相继提出,宇宙中存在发光很弱或者不发光的暗物质。

暗物质是什么?以何种形式存在?和人类又会产生怎样的联系……谜底的揭开,或许会与牛顿力学、爱因斯坦相对论一样,开启人类新的物理时代。

“作为宇宙构成部分中超过25%的存在,怎么可能没有用?”吴岳良院士说,否则何来星系和宇宙结构,何来银河系、太阳系甚至我们人类?

中科院院长白春礼说,基础科学从发现到应用往往动辄以百年为计量单位,而这种影响必然是颠覆性的。有了相对论和量子力学,才有了航天、半导体和互联网。作为当今世界最前沿的科学话题,相信暗物质发现的作用,不会亚于它们。

“对科学的追求,是人类社会不断进步的主要动力。”常进说,暗物质的作用我们现在无从得知,但寻找暗物质的工作每天都在影响我和我的团队成员。也许再过100年,我们的后代日常生活都离不开暗物质突破后产生的新的理论。

不是暗物质也很重要?

对于常进而言,他目前最关心的是,接下来“悟空”所捕捉到的这些“奇异”电子信号是否还会持续增加;一年后,能否达到科学发现所要求的精度。

“无论是不是暗物质,都将是一个重要的新现象。”常进表示。

长期以来,科学界普遍认为在1.4TeV以上的高能段是一片“沙漠”,但“悟空”正在进行的工作有望证明,这里其实“风光旖旎”。“物理学界现有的理论模型远不能解释关于宇宙的所有疑问,期待‘悟空’能够破旧立新。”暗物质卫星科学应用系统副总师范一中说。

白春礼则认为,如果研究最终确定发现了新粒子,是暗物质,这无疑非常重要。但如果不是暗物质,也意义重大。“耗资100亿美元建造的欧洲核子对撞机撞出一个上帝粒子,验证了理论学家的预测,使其得到了诺贝尔奖。而我们如果用不到1亿美元就找到新粒子,意义更加非凡。”

探问宇宙之谜迈出重要一步:“悟空”发现疑似暗物质踪迹

即时 | 2017-11-30 06:51

新华社北京11月30日电 题:“悟空”发现疑似暗物质踪迹中国探问宇宙之谜迈出重要一步

新华社记者陈芳、董瑞丰、蔡玉高、蒋芳

暗物质,一个人类追寻多年的宇宙魅影,最近被中国“悟空”发现了疑似踪迹。

国际权威学术期刊《自然》于北京时间30日在线发布,暗物质粒子探测卫星“悟空”在太空中测量到电子宇宙射线的一处异常波动。这一神秘讯号首次为人类所观测,意味着中国科学家取得了一项开创性发现。

“‘悟空’的最新发现,是引领性原创成果重大突破。”中科院院长白春礼说,如果后续研究证实这一发现与暗物质相关,将是一项具有划时代意义的科学成果,即便与暗物质无关,也可能带来对现有科学理论的突破。

探问宇宙之谜的火炬,传承到新时代的中国人手中。从“东方红一号”到“悟空”,从茫茫深海到浩渺太空,“中国梦”正承载起更多为全人类探寻未知、解答未知的使命。

打开“新窗口”:疑似暗物质踪迹初现?

经过两年持续观测,“悟空”在1.4万亿电子伏特(TeV)的超高能谱段,“定位”了一束明显异于常态的电子宇宙射线。

“之前没有人发现过。”“悟空”首席科学家、中科院紫金山天文台副台长常进解释,正常的能谱变化应该是一条平滑的曲线,但根据“悟空”观测数据,这里突然出现了一处剧烈波动,划出一个“尖峰”,意味着此处必有“古怪”。

“现有的物理模型无法解释‘悟空’的最新发现。”《自然》审稿人、一位国际知名的理论物理学家这样评价。

新发现是否就是科学家苦苦追寻的暗物质踪迹?中科院理论物理研究所所长吴岳良说,根据现有数据和理论模型无法做出断定,但这是“暗示了暗物质粒子存在的可能的新证据”。

暗物质是什么?发现暗物质的意义究竟有多重大?

当前主流科学界认为,人类已经发现的物质只占宇宙总物质量不足5%,剩余部分由暗物质和暗能量等构成。由于暗物质无法被直接观测,与物质相互作用也很弱,人类至今对它知之甚少。

暗物质的“真相”因此位列21世纪最重要的科学谜团之一。揭开暗物质之谜,被认为是继哥白尼的日心说、牛顿的万有引力定律、爱因斯坦的相对论、量子力学之后,人类认识自然规律的又一次重大飞跃。

面对诱人前景,科学家在全球展开竞争,试图第一个找到暗物质的踪迹。天上,把强磁场设备送进太空;地下,深入几千米的大山建造实验室……科学家使出浑身解数,用上了多种探测手段,国际上的相关实验和设备多达数十个。

“‘悟空’用的是探测高能宇宙射线的方式,寻找暗物质粒子湮灭的间接证据。”常进说,根据理论模型,暗物质湮灭会产生高能伽马射线、高能电子等宇宙射线,一旦找到特定的高能宇宙射线,有望推断出暗物质的“庐山真面目”。

“悟空”得出数据后,研究人员为了排除分析方法可能产生的干扰,将初始数据分别交由4个中外团队独立分析计算,最后得出一致结论:在1.4TeV处确实出现了异常现象。

这是近年来科学家离暗物质最近的一次发现。常进说,如果进一步研究确认与暗物质相关,人类就可以沿着“悟空”的脚步去找寻宇宙中5%以外的广袤未知,这将是一个超出想象的成就。

“即便无法证明是暗物质的踪迹,‘悟空’也为全人类打开了观测宇宙的一扇新窗口。”常进说。

宇宙捞“针”:“悟空”有哪些绝技

《自然》期刊中国区科学总监印格致(Ed Gerstner)对常进的话深以为然。“科学就是在一个接一个的‘可能’中不断接近真理,”他说,“对科学家来说,发现异常未知的那一刻最兴奋。”

不过,寻找“异常”与“可能”绝非易事。自2015年底发射升空,“悟空”探测了35亿多个高能宇宙射线,从中总共搜寻出100多个异常电子,难度不亚于大海捞针。

“天上的辐射背景太复杂,需要做出区分。”“悟空”科学应用系统总设计师伍健说,与国际同类探测设备相比,“悟空”在“高能电子、伽马射线的能量测量准确度”和“区分不同种类宇宙射线的本领”这两项关键技术指标方面世界领先,尤其适合寻找暗物质粒子湮灭过程中产生的一些非常尖锐的信号。

“就好比在有上千万人口的城市里找到特定的一个人,既要快,又要准。”常进说。

目前国际上知名的相关研究项目有美国费米卫星,日本量能器型电子望远镜,以及著名物理学家丁肇中主持的阿尔法磁谱仪等。“悟空”科学应用系统副总师范一中说,相比同类设备,“悟空”显著提高了电子能量观测的上限,得到的电子样本“纯净”程度也最高,这是中国科研人员自主提出的新探测技术,实现了对高能电子、伽马射线的“经济实用型”观测。

香港大学物理系副教授苏萌说,关键性的“拐折”由“悟空”首次测量出来,说明中国的暗物质卫星测量水平具有非常独到的优势。

“悟空”研究团队也坦承,目前数据统计量还不够,存在一定的统计误差。“我们是‘靠天吃饭’,天上有多少宇宙射线,我们才能测到多少事例。”常进说,要降低统计误差,唯一办法是积累大量数据,这需要更多时间。

好消息是,“悟空”在轨运行状况很好,预计卫星在天工作时间会大大超过设计寿命。“悟空”研究团队透露,今后两三年是卫星数据分析的关键时期,收集到目标事例越来越多,绘制的能谱越来越精确,还将有系列重大成果发布。

探索“无人区”:中国瞄准人类科学前沿

不久前,伍健到欧洲的合作伙伴总部访问,会议室陈列了三个科学实验装置的标志,按时间顺序分别是费米卫星、阿尔法磁谱仪和“悟空”。“这是他们从数十个合作项目中选出的、有代表性的实验,在相关领域最有希望取得成就。”伍健说。

“悟空”对暗物质的探寻,已经逐渐进入科学的“无人区”。但在“无人区”做一个“领跑者”,不是件容易的事。原创思想、技术实力,这些年来“悟空”研究团队没少被质疑。

上世纪90年代末,由于资金短缺,常进加入美国一个高能宇宙射线研究项目。起初,他的观测方法得不到美方同行的认同,经过反复模拟和实验验证,美方的南极气球项目终于采纳了他的方法,并在高能电子观测方面取得重要进展。

时隔多年,美国团队中一位教授在国际学术会议上提到此事,还连连感慨:“中国的常教授当年给我们带来一个疯狂的想法,结果一举成功!”

“悟空”用的一个探测器关键芯片需要进口,但当时国外对中国禁运这类芯片。“悟空”研究团队从零开始,研究芯片、改装芯片,最终用自己的技术解决了这一问题。

“整天跟着别人屁股后面搞研究,谈何自主创新?”常进说,“中国的科研人员一定要有自信,外国的技术路线不见得比我们强,关键在于我们找到了正确方法后自己能否守得住。”

站在科学的最前沿,也让中国科学家赢得更多荣誉。“我们主导的研究发现,就能把自己的名字署在上面。”范一中说。

从卫星设计、测试起,以常进为首的“悟空”研究团队不断吸引国内外科研人员加入,目前已经形成了来自中国、瑞士、意大利等国,人数超过100名的多学科顶尖人才团队。

从深海载人技术到量子保密通信,从“天眼”到“悟空”,中国对科学和技术“无人区”的探索日渐成为常态。“聚沙成塔,国家实力不断增强,对基础研究不断重视,让以前不可能的事情成为现实,也让科学家有机会实现更伟大的梦想。”常进说。

“悟空”为什么“能”? 首批科学成果的三宗“最”

即时 | 2017-11-30 06:51

新华社北京11月30日电 题:“悟空”为什么“能”?——首批科学成果的三宗“最”

新华社记者陈芳、王珏玢、蒋芳

中国暗物质粒子探测卫星“悟空”于北京时间30日正式公布首批重要科学成果。这只来自中国的“顽猴”出手不凡,仅两年的观测结果就发现了前所未有的现象,或有望揭开暗物质的神秘面纱。

“悟空”究竟“能”在哪?此次发现是否合乎当初的科研目标?有可能取得的成果将会是何种级别……暗物质卫星科研团队为公众分析首批科学成果的三宗“最”。

最“经济适用”的卫星

花费小、本领大,看得清、测得准。谈到2015年底发射的暗物质卫星“悟空”,专家一致给予“性价比”很高的评价。

天文学家发现,银河系外围恒星围绕银河系中心旋转的速度“太快”,因此,在银河系中除了可见物质之外,一定还有其他看不见的物质,他们合在一起的引力“拉着”这些天体,使其不至于由于速度过高而飞离银河系。为此所做的计算表明,这些看不见的物质总量是普通物质的5倍以上,它们就是“暗物质”。

“悟空”在太空中的任务,就是通过间接方法,捕捉暗物质湮灭、衰变的蛛丝马迹。在这一方面,造价数亿至数十亿美元的费米卫星、阿尔法磁谱仪目标类似,但“悟空”项目耗资不到1亿美元,堪称“经济适用”的典范。

虽然花钱少,但本领一点不打折。卫星首席科学家常进介绍,“悟空”在同类设备中拥有工作能段最高、能量分辨率最高、粒子鉴别本领最强3项“绝技”。

“‘悟空’具有百万选一不出错、同时看100万倍能量范围的能力。说‘火眼金睛’一点也不为过。”常进说。

最“意外”的发现

“悟空”降妖伏魔,源于两次“意外”。

1997年,美国宇航局在南极开展南极长周期气球项目ATIC,主要目标是观测高能宇宙射线,电子、伽马射线本不在观测之列。

“这是个机会!”常进意识到,美国选择的南极,是地球上观测高能电子独一无二的窗口。他一遍遍给南极项目负责人发邮件,阐述自己的观测构想。

经过一年多验算、证明,这一最初被认为“疯狂”的计划最终得到支持。此后7年,常进3次参与南极观测,在3000多万个宇宙线粒子里成功找到210个超出正常能谱的高能电子。2008年,以常进为第一作者的论文在《自然》杂志发表。在文中,常进论述了电子“超出”可能来自暗物质湮灭,“搭便车”的研究最终获得了国际瞩目的成就。

第二次“意外”出现在“悟空”上天后。卫星科学应用系统副总师范一中说,本来所有的注意力都放在以前实验结果中的“超出”能段,谁也没想到,在更高的1.4TeV能量处,会再发现异于正常能谱的“奇异”电子。

“这可能会是‘悟空号’最重要的发现。科学就是这样,无心插柳、种瓜得豆,你永远不知道下一秒会有什么惊喜。”范一中说。

最令人期待的成果

“从未预想的成果”“激动人心的发现”……对于此次公布的“悟空”成果,《自然》中国区总监印格致毫不吝惜地给予了极高评价。

虽然目前积累的粒子数量还不足以确证“发现”,“悟空”在1.4TeV处捕捉的“奇异”电子,依然引起了物理学者的强烈关注。

2013年,欧洲核子中心确认发现被誉为“上帝粒子”的希格斯玻色子。物理学标准模型61种基本粒子的最后一块拼图归位。但这并不是宇宙的最终答案。功德圆满的模型如果不能突破,也意味着对宇宙新知的探索即将步入一片沙漠。

范一中说,1.4TeV能量处的“奇异”电子信号如果得到确认,将超出常规天文模型的解释范畴,要么来自暗物质湮灭,要么来自宇宙中某种奇特的“新型加速器”。

“现在看来,最有可能的解释是来源于暗物质。”中科院院士吴岳良说。

“粒子物理领域已经进入下半场,希望‘悟空’能够得分。按照目前的进度,我们的第二批科学成果预计将在明年底发表。”常进说。

暗物质卫星巡天两年:获最精确高能电子宇宙射线能谱

即时 | 2017-11-30 06:47

来源:央视新闻

“悟空”获最精确高能电子宇宙射线能谱

本报记者 李大庆 张梦然

暗物质探测又有了新的进展。伦敦时间11月29日,《自然》杂志在线发表了中国科学家的一项研究成果:利用“悟空”卫星获得了世界上最精确的高能电子宇宙射线能谱,这将对判定能量低于1TeV(1TeV=1万亿电子伏特)的电子宇宙射线是否来自于暗物质起到关键作用,并有可能为暗物质的存在提供新证据。

暗物质问题是粒子物理和宇宙学的核心问题之一。暗物质不发光,不发出电磁波,从来没有被直接“看”到过。中科院院士吴岳良说,根据最新天文观测结果,宇宙是由27%的暗物质、68%的暗能量和5%的普通物质组成的。对于神秘的暗物质,科学家迫切想知道它到底是什么,对它们的研究很可能会引发科学上的革命。

2015年12月17日,暗物质粒子探测卫星“悟空”发射成功,这是中科院空间科学战略先导专项的首发星。“悟空”卫星首席科学家、中科院紫金山天文台研究员常进说,“悟空”卫星是基于暗物质粒子湮灭或衰变的假设(即暗物质粒子的湮灭或衰变可以产生各种正、反粒子,这些粒子在太空中传播就成了宇宙射线和伽马射线的一部分)而工作的。“悟空”卫星便通过收集高能宇宙射线粒子和伽马射线光子,并分析其能谱和空间分布来寻找暗物质粒子存在的证据。

“悟空”采用了紫金山天文台自主提出的分辨粒子种类的新探测技术方法,实现了对高能(5GeV—10TeV)电子、伽马射线的“经济适用型”观测。“悟空”在轨运行的前530天共采集了约28亿颗高能宇宙射线,其中包含约150万颗25GeV(1GeV=10亿电子伏特)以上的电子宇宙射线。基于这些数据,科研人员成功获取了目前国际上精度最高的电子宇宙射线探测结果。

早在“悟空”上天之前,国际上已有一些空间探测器在尝试搜寻暗物质。但由于探测器规模或设计方案的限制,它们的探测能区相对较低,分辨率和粒子鉴别本领也有限。而“悟空”采用了创新的设计方案,既可探测低能区,也能探测高能区,是世界上第一台能在空间观测直至10TeV能量电子和伽马射线的仪器。

现在“悟空”采集了大量高能电子宇宙射线,清晰地勾勒出电子宇宙射线在宽能量段的能谱行为,以高置信度观测到了能谱在TeV处的拐折行为,并且在1.4TeV能量处发现存在精细结构的迹象。

中科院紫金山天文台研究员范一中说,电子能谱在高能区突然出现拐折,一定是有什么“源”影响了它。现在我们不能确定就是暗物质影响了它,但如果能够证明影响它的不是我们已知的物质,那就很有可能是暗物质了。

据常进介绍,与以前的测量结果相比,“悟空”的能量测量范围比其他空间项目显著提高,打开了宇宙观测新窗口;“悟空”测量到的TeV电子的“纯净”程度最高,能谱的准确性更高;“悟空”首次直接测量到了电子宇宙射线能谱在1TeV处的拐折,其精确的下降行为对于判定部分电子宇宙射线是否来自于暗物质起着关键作用。当然,“悟空”的科学发现有待理论物理学家做进一步的分析阐释。

对于这次暗物质探测上的进展,常进兴奋地说,电子宇宙射线能谱在高能段出现了“引人瞩目的现象”。中科院院长白春礼则认为,“悟空”成果的取得,表明中国科学家已经从自然科学前沿理论的学习者、继承者、围观者,逐渐走到了舞台中央,中国科学家长期以来在基础科学前沿的投入和付出终于有了回报。

(科技日报北京11月29日电)

风云气象卫星“叱咤风云”40载,背后艰辛知多少

即时 | 2017-11-30 10:42

“叱咤风云”40载,背后艰辛知多少

一代代航天人前赴后继,实现了我国风云气象卫星从无到强的飞跃

今年是风云气象卫星正式命名40周年。40年来,我国自主研发的风云气象卫星“叱咤风云”,成为太空中一张靓丽的“中国名片”。28日在沪举行的“叱咤风云——中国风云气象卫星四十载的壮丽征程”专题展览上,集中展示了风云气象卫星40年成长历程,其中不乏许多艰辛曲折故事、甚至血的教训。

“风云一号”A星仅存活39天

1977年,国防科工委在上海召开气象卫星大总体方案论证会,会议正式上报我国第一颗太阳同步轨道气象卫星命名为“风云一号”,从此开启了我国风云气象卫星的新纪元。

到目前为止,我国已成功发射16颗气象卫星,现有9颗在轨稳定运行,形成了包含风云一号、风云二号、风云三号和风云四号卫星在内的风云卫星家族,是世界上第三个同时拥有地球静止轨道气象卫星和太阳同步轨道气象卫星的国家。

“风云一号”A星是我国研制的第一代太阳同步轨道气象卫星。万事开头难,这颗星在发射之际就很不顺利。1988年9月4日,在太原卫星发射中心,卫星发射进入倒计时,发射塔上,运载火箭燃料加注完毕。西至喀什、南至海南的测控网站,也已全部打开。指挥员发出命令:“5小时准备!”就在这关键时刻,发射控制中心的控制台上,突然失去了A星所有的遥测信号。指挥部不得不决定停止发射。

时任“风云一号”总设计师孟执中、“风云一号”工程总师任新民等带领试验队员们,开始了紧张的现场救修。他们爬上几十米高的塔架,站在20多平方米的高空平台上,对卫星内部精密而复杂的零件逐一排查。

当时,火箭已经加注完毕,装满了燃料,每一个排故动作都要极其小心,稍有不慎就会造成灾难性事故。而排查时间更要分秒必争,因为时间一长,火箭受燃料重力挤压外壳涂层,已经出现了皲裂,再不发射后果难料。

顶住极大压力,试验团队终于找到了“风云一号”A星的问题所在,并做了一次艰难的“手术”,卫星成功升空。但就升空后第39天,意外又发生了。在国家卫星气象中心的云图接收与处理工作室里,大家非常失望看到:卫星姿态发生了故障,云图正慢慢地变得偏斜,最后,只留下地球的一条弧线。卫星失控了!

当时,国家气象局邹竞蒙局长曾急切地问:“还有什么办法吗?”孟执中无言以对,眼神里流露出深深的痛苦。“风云一号”A星在太空仅39天就结束了“生命”。这一失败好似利刃,深深地刺痛着每一位航天人的心。

总结经验教训,1990年9月3日,“风云一号”B卫星再次成功发射。但还是由于经验不足,卫星的计算机电路芯片受空间高能粒子轰击,产生单粒子翻转问题,引起计算机工作失常,姿控系统故障。

怎么办?决不放弃!我国航天人员开展了一场长达75天的卫星地面营救行动,这在世界航天史上都很罕见。航天人员通过加强地面测控管理,每天六轮监视卫星在轨工作,一次又一次挽救了“风云一号”B星的生命。

虽然,这颗卫星最终正常运行了285天,没能达到设计寿命要求。但由此而积累的卫星抢救技术,曾获得航空航天工业部一等奖、国家重大科技成果二等奖。后汇编成册,为我国后续卫星可靠性设计和排故提供了宝贵的借鉴和参考。

“风云二号”01星发生了爆炸

“风云二号”气象卫星是我国自主研制的第一代地球静止轨道气象卫星,使我国成为第三个同时拥有太阳同步轨道和地球静止轨道气象卫星的国家。截至目前,共发射7颗,有4颗卫星在轨运行,实现了“多星在轨,统筹运行,互为备份,适时加密”运行模式,为我国和世界的气候监测及天气预报提供了实时动态的气象观测资料。

成绩的背后,我国航天人曾有血的教训,甚至付出了生命的代价。1994年4月,“风云二号”01星来到了西昌卫星发射中心。发射队为了全过程控制卫星的污染问题,在厂房内专门搭建了一个10000级洁净度、控制环境温湿度的净化间。卫星顺利地加注了燃料,装上了固体远地点发动机,准备转场前的最后一次全面测试。

4月2日上午,模拟射前8小时准备的测试开始,一切都很顺利。10点50分左右,时任卫星副总设计师李卿特地到无线测试间,发出模拟2小时准备的口令。他站在频谱仪前,看了一下净化间中处于整装待转场的卫星,低着头全神贯注监视转发器的下行频谱。

突然,一声惊天动地的响声,从厂房大厅透过硕大的测试间玻璃观测窗传来。李卿抬头一看,简直被眼前的景象惊呆了:一人多高的黑色浓烟,夹着血红的火光,像潮水般向他涌来;迎面而来的巨大冲击波,瞬间就震碎了观测窗玻璃,将他摔倒在地;厂房的供电中断了,黑暗的测试间内,弥漫着呛人的烟味。靠着逃生的本能反应,他艰难地退向身后一扇锁着的门,猛地击碎了门上玻璃,才逃离危险。

这次意外的重大事故,使得30多位发射队员受伤住院治疗,同时夺走了在净化间的总装工人陈德全的宝贵生命。4个月后,这次事故的原因终于查明:卫星上加注了60千克的无水肼燃料,星上远地点发动机内也装有653千克固体燃料,卫星本身就是一个大火工品。

但是,当时由于缺乏经验,现场人员对肼燃料的性能和危险性并不清楚,对防静电和环境温湿度有什么要求等也不清楚。血的教训,为我国航天事业积累了一笔极为可贵的财富。


“风云三号”微波成像仪“进口转国产”

“风云三号”是我国新一代极轨气象卫星,跟踪世界先进水平,堪称“创新之星”。其中,微波成像仪是一个重要载荷,主要用于遥感观测全球降水、云的液水含量、地表植被、土壤湿度、海冰与积雪覆盖等。在对地和大气观测,实现中长期数值天气预报等方面有重要用途,是中国气象局需求最迫切、关注度最高的卫星遥感设备之一。

当时,微波成像仪只有欧美可以生产,系统之复杂、技术难度之高,在世界航天界首屈一指,我国原计划从国外进口该设备。但欧空局开价6000多万欧元,极其昂贵;俄罗斯愿意低价提供样机方案,但经三年多的合作,仍无法实现工程研制。最后,我国决定自力更生,在上海组建一个研究室,专门攻克微波成像仪。但此时,已经比整星研制落后了一年半。

难度之大、时间之紧,非同小可。据中国航天科技集团八院参与设计的何勇礼回忆,当初组建的20多人研究室,在巨大的压力下最后只剩下了6人。实在“熬不下去”的时候,连带头人吕利清都悄悄打好了辞职报告。但最终,他带领核心团队成员咬牙坚持了下来。这一坚持,就是8年。

按照方案,微波成像仪包括探测头部、中央处理器、扫描驱动机构及控制器等多个功能模块,整机重量有150公斤左右。但经过多次协调,总体的重量指标最多只有100公斤。有一天,万般无奈的吕利清冲到了工程总师孙敬良的面前,大声说道:“我要打官司!”

孙敬良看着这个情绪激动的青年人,一面和蔼地让他坐下,一面拿过资料,认真地看了起来。孙敬良用卫星工程系统间为数不多的余量,全力支持国产微波成像仪的研制工作。没过多久,微波成像仪的重量指标放宽到了150公斤,国产化的研制工作迅速地走上了正轨。

经过日夜鏖战,2004年,我国第一台微波成像仪模样机终于问世,性能指标满足“风云三号”气象卫星的全部要求,并且一举突破了所有的关键技术,为后面初样和正样的研制工作扫清了技术障碍。

目前,微波成像仪已经成功地应用于4颗“风云三号”气象卫星,应用成果显著。2013年1月初,我国极地科考船“雪龙号”被困南极,就是利用“风云三号”微波成像仪探测的数据,分析出被困原因,并给出该海域海冰覆盖变化的总体趋势。2017年2月21日,全国各地大幅降温,京、豫、鲁等地普降大雪,中国气象局运用“风云三号”卫星微波成像仪探测的数据,很快就制作出积雪深度图。

今年11月15日,我国成功发射的“风云三号”D星上的微波成像仪,具有10个遥感通道,探测频率覆盖、探测灵敏度、定标精度等性能,已与美国DMSP遥感卫星载荷相当,达国际先进水平。

尤为可喜的是,中国航天科技集团八院的“70后”“80后”设计师,已成为微波成像仪的研制主力军。我国航天事业,正是在一代代航天人艰难曲折的探索中,前赴后继、薪火相传,不断创造新的辉煌!

未来十年,我国还将发射10多颗风云气象卫星。包括风云二号卫星1颗,风云三号卫星4颗,风云四号卫星2颗,降水测量雷达卫星2颗,晨昏轨道卫星、静止轨道微波探测卫星、高精度温室气体综合探测卫星、大气环境监测卫星各1颗。

预计到2030年左右,我国第三代极轨和静止气象卫星将形成全球观测系统,对地球气候系统进行全天候、全天时、三维、定量探测,满足我国气象、水文、农业、防灾减灾、气候变化、保障国家安全等需求,将有力提升我国国际影响力。(记者张建松)

“悟空”发布首批成果:发现太空中的反常电子信号

即时 | 2017-11-30 08:16

中新网客户端北京11月30日电 (记者张素)北京时间30日,国际权威学术期刊《自然》在线发表了中国首颗暗物质探测卫星“悟空”的首批成果:发现太空中的反常电子信号。

“悟空”首席科学家、中国科学院紫金山天文台副台长常进说,电子宇宙射线的正常能谱变化应是一条平滑曲线。根据“悟空”积累的观测数据,科学家们发现在1.4万亿电子伏特(TeV)的超高能谱段突然出现剧烈波动,反映在图上是一个“尖峰”。

常进说,这一波动此前从未被人类观测到,意味着中国科学家取得一项开创性发现。不过,根据现有探测数据量和理论模型,还无法断定这一现象是否就是暗物质踪迹。

当前主流观点认为,暗物质约占宇宙质量的27%,它不发射、吸收、散射光子,也不参与电磁作用,甚是“神秘”。暗物质粒子相互湮灭或自身衰变时可以产生一些稳定的可观测粒子,人们只能观测这些“蛛丝马迹”,反推暗物质的存在。

中国科学院院士吴岳良说,“悟空”首批成果中令人兴奋的是发现了100多个“奇异”电子,这些“奇异”电子信号的来源或是来自暗物质湮灭,或是来自超新星遗迹或脉冲星,“从目前来看,来自前者的可能性似乎更有说服力”。

中国科学院院长白春礼表示,近年不断涌现的科学成果表明,中国科学家长期以来在基础科学前沿的投入和付出终于有了突破。他说,“悟空”用中国科学家特有的设计方案和中国工程师独特的探测器制造技术,实现了国际上最精确和最高效的探测。

常进表示,计划在2018年年底公布“悟空”的第二批科研成果。他们正在持续收集数据,确证那个“尖峰”的精细结构,力求在粒子物理或天体物理领域有开创性发现。(完)

中国首颗天文卫星“悟空”取回“真经”

即时 | 2017-11-30 08:15

我国首颗天文卫星“悟空”取回“真经”

本报北京11月29日电(中国青年报·中青在线记者 邱晨辉)阔别近两年后,我国第一颗暗物质粒子探测卫星悟空号终于取回“真经”。11月27日,中国科学院在北京举行发布会称,悟空号在轨运行的前530天共采集28亿高能宇宙射线,其中包含150万25GeV以上的电子,根据这些数据,科研人员获得了国际上精度最高的电子宇宙射线能谱。相关成果于北京时间11月30日凌晨在《自然》(Nature)杂志在线发表。

悟空号是我国第一颗天文卫星,也是中国科学院空间科学战略先导专项的首发星,于2015年12月17日发射升空。其核心使命就是在宇宙射线电子和伽马射线辐射中寻找暗物质粒子存在的证据,并进行天体物理研究。

暗物质卫星首席科学家、中科院紫金山天文台副台长常进说,悟空号在“高能电子、伽马射线的能量测量准确度”以及“区分不同种类粒子的本领”这两项关键技术指标方面世界领先,尤其适合寻找暗物质粒子湮灭过程产生的一些非常尖锐的能谱信号,堪称迄今为止观测能段范围最宽、能量分辨率最优的暗物质粒子探测卫星。

如今悟空号迎来首批成果。常进说,与之前人类发现的结果相比:悟空号的电子宇宙射线能量测量范围,比起国外的空间探测设备有显著提高,拓展了人类观察宇宙的窗口。此外,悟空号测量到的TeV电子的“纯净”程度最高——也就是其中混入的质子数量最少,能谱的准确性高。

更值得一提的是,悟空号第一次直接测量到了电子宇宙射线能谱“在1 TeV处的拐折”,常进说,该“拐折”反映了宇宙中高能电子辐射源的典型加速能力,其精确的下降行为对于判定部分电子宇宙射线“是否来自于暗物质”起着关键性作用。

常进表示,来自宇宙空间的粒子能谱,根据已知的物理规律有其特定的分布——逐渐下降。但如果出现“异常”——比如拐折、“尖峰”等,必然有着新的物理原因。他说,如今悟空号的成果就预示着这样一个重大发现。

来自中科院的消息显示,目前悟空号在轨运行状态良好,正持续收集数据,未来还将发布后续成果。该卫星的探测器由中科院紫金山天文台、中国科学技术大学、中科院近代物理研究所、中科院高能物理研究所与中科院国家空间科学中心联合研制。卫星平台由中科院微小卫星研究院研发,地面科学应用系统由中科院紫金山天文台负责建设。

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