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中国卫星“猴王”揭示了宇宙射线的起源



  南京9月28日电,中国卫星,绰号“孙悟空”,不仅在寻找隐形的暗物质,而且还在探索宇宙射线的起源,宇宙射线是高能粒子,它们以接近宇宙星的速度行进。光。

  一个国际研究小组已经精确测量了质子的光谱,质子是宇宙射线中最丰富的组成部分,其能量范围为40 GeV至100 TeV(一个TeV是一万亿电子伏特,相当于一万亿电子伏特的能量)。可见光)与中国的暗物质粒子探测器(DAMPE),也称为悟空或孙悟空。

  据研究小组称,这是首次实验直接测量高达100 TeV能量的宇宙射线质子。

  DAMPE首席研究员,紫色光谱中心主任Chang Jin说,实测光谱表明,质子通量在千亿电子伏特时增加,然后在14 TeV附近下降,这表明存在宇宙射线的新光谱特征。中国科学院山地天文台(PMO)。

  PMO研究员袁强说:“这项新发现对帮助科学家了解银河系中宇宙射线的来源和加速具有重要意义。”

  宇宙射线发现于1912年,在很大程度上仍是一个谜。它们是来自太阳系外部物质的直接样本。物理学家仍在思考它们的来源以及如何将其加速为超高能量。

  现在,科学家发现,大多数宇宙射线都是原子核。周期表中的所有自然元素都存在于宇宙射线中。其中约有90%是氢(质子)核。约9%是氦核(阿尔法粒子);其他较重的元素(电子,伽马射线,中微子和反物质粒子)占另外1%。

  由于大多数宇宙射线都是带电的,因此它们穿过太空的路径会被磁场偏转。在他们到达地球的过程中,银河系,太阳系和地球的磁场扰乱了它们的飞行路线,以至于我们不再确切知道它们来自何方。

  科学家必须间接确定其起源。例如,他们试图通过观察不同元素的光谱特征来找出宇宙射线的起源。这样的测量提供关键信息,以了解其来源和加速过程。

  2015年12月17日,中国的DAMPE被送入距离地球约500公里的轨道。其科学目标之一是对宇宙射线中的质子和其他原子核进行精确测量。该卫星在区分不同粒子方面表现出色。

  袁说:“我们推测,宇宙射线质子的新发现的光谱特征可能是由距地球几千光年的附近源产生的。”

  另一个可能性是,银河系中有不同类型的宇宙射线源,它们会产生不同的光谱。

  “我们仍然不知道哪种天体会产生这些宇宙射线,它们是从哪个方向产生的。许多科学家认为,大多数银河宇宙射线都来自超新星遗迹。我们需要更多的观察方法和各种方法来回答相关的问题。宇宙射线的起源和加速机制”,PMO研究人员岳川说。

  DAMPE的合作在2017年的《自然》杂志上报道了高达约5 TeV的精确宇宙电子和正电子光谱,显示出出乎意料和有趣的特征,可能使科学家更进一步地向看不见的暗物质释放光。

  中国第一颗天文卫星DAMPE的发现反映了中国科学家为解决宇宙之谜所做的努力。

  袁说:“探测宇宙射线的起源可能并不比寻找暗物质容易,”他补充说,研究团队将继续测量氦和较重的原子核,以揭示宇宙射线的奥秘。

  该结果基于DAMPE在头两年半中收集的数据,已在线发布在最新一期的《科学进展》上。




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