北京時間11月30日凌晨2時，暗物質粒子探測衛(wèi)星“悟空”的首篇論文成果在頂級學術期刊《自然》上在線發(fā)表。基于在軌運行的前530天收集的28億高能宇宙射線，“悟空”科研團隊成功獲取了目前國際上精度最高的電子宇宙射線探測結果。

　　值得一提的是，暗物質衛(wèi)星首席科學家、紫金山天文臺副臺長常進在發(fā)布會上介紹到，數(shù)據(jù)初步顯示，約1.4TeV（萬億電子伏特）處發(fā)現(xiàn)了異常的能譜精細結構，可能是新粒子存在的證據(jù)，也可能來自于某種天體物理現(xiàn)象。

　　一旦該精細結構被后續(xù)數(shù)據(jù)確認，將是粒子物理或天體物理領域的突破性發(fā)現(xiàn)。

　　“經濟適用型”的“火眼金睛”

　　“悟空”將在下個月迎來發(fā)射2周年紀念日。“悟空”衛(wèi)星是中國科學院空間科學戰(zhàn)略先導專項的首發(fā)星，也是中國首顆天文衛(wèi)星。取名“悟空”，衛(wèi)星被寄予了通過“火眼金睛”探測宇宙暗物質的使命。

　　暗物質粒子探測衛(wèi)星“悟空”號

　　占據(jù)宇宙95%密度的暗物質與暗能量雖不可見，但科學家們推測，暗物質粒子湮滅和衰變后，可能會產生看得見的普通高能粒子。只是這些粒子的信號十分微弱，容易被宇宙射線背景信號淹沒，因此，“悟空”的“火眼金睛”，本質上就是高能量分辨、高空間分辨、高統(tǒng)計量、低本底的高能粒子望遠鏡。“悟空”探測器具體包括塑閃陣列探測器、硅徑跡探測器、BGO量能器和中子探測器4個載荷。

　　常進最早在1998年提出了分辨粒子種類的新探測技術，能實現(xiàn)對高能電子、伽瑪射線的“經濟適用型”觀測，尤其適合尋找暗物質粒子湮滅過程產生的一些非常尖銳的能譜信號。所謂能譜，就是電子數(shù)目隨能量的變化情況。

　　為了尋找暗物質，“悟空”特別關注的特征性信號有三種：伽瑪譜線、暈狀分布伽瑪射線和奇異電子能譜結構。它平均每秒，就能捕獲60個高能粒子。

　　常進介紹道，“悟空”在軌運行的前530天采集了約28億高能宇宙射線，其中包含約150萬25GeV以上的電子，基于這些數(shù)據(jù)“悟空”給出了目前國際上精度最高的電子宇宙射線探測結果。

　　比起國外的空間探測設備，如美國費米衛(wèi)星和丁肇中先生領導的阿爾法磁譜儀， “悟空”衛(wèi)星的電子宇宙射線的能量測量范圍有顯著提高。

　　其次，“悟空”測量到的萬億電子伏特級別的電子 “純凈”程度最高，也就是其中混入的質子數(shù)量最少。

　　最后，“悟空”衛(wèi)星首次直接測量到了電子宇宙射線能譜在約1 TeV處的拐折，該拐折反映了宇宙中高能電子輻射源的典型加速能力，其精確的下降行為對于判定部分（能量低于1 TeV）電子宇宙射線是否來自于暗物質起著關鍵性作用。

　　異常的尖銳能譜

　　更加驚喜的是，在1.4TeV處，“悟空”的數(shù)據(jù)里呈現(xiàn)出一個尖銳結構，這是之前所有人都未曾預測到的。

　　在1.4TeV處呈現(xiàn)出一個尖銳結構

　　中國科學院大學常務副校長吳岳良院士解讀認為，除非有新的機制，否則天體物理將不能給尖銳能譜提供合適的選項。也就是說，尖銳能譜可能給暗物質的存在提供了新的證據(jù)。

　　暗物質衛(wèi)星科學應用系統(tǒng)副總師、紫金山天文臺研究員范一中說道，“悟空”仍需要更多的時間，來排除數(shù)據(jù)波動的影響。這個異常如果最后得到確認，留給理論物理學家的選擇并不多：這是一種能量非常高的粒子，速度只比光速慢十萬億分之一，且距離地球很近。

　　常進說道，目前，“悟空”運行狀態(tài)良好，可以打滿分，正在持續(xù)收集數(shù)據(jù)。他希望，在明年年底的時候，能夠對此有更明朗的判斷。