人民網(wǎng)南京9月28日電（記者姚雪青）今天，中科院紫金山天文臺發(fā)布了中國首顆空間天文衛星——“悟空”號對宇宙線(xiàn)質(zhì)子的最新研究成果：北京時(shí)間2019年9月28日，“悟空”號國際合作組在《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）雜志發(fā)表了從40 GeV到100 TeV能段的宇宙線(xiàn)質(zhì)子精確能譜測量結果。這是國際上首次利用空間實(shí)驗實(shí)現對高達100 TeV的宇宙線(xiàn)質(zhì)子能譜的精確測量，這對于研究和認識銀河系內宇宙線(xiàn)起源、加速機制，以及它們在星際空間和星系際空間中的傳播及相互作用等關(guān)鍵問(wèn)題，有著(zhù)很重要的價(jià)值和意義。

　　宇宙線(xiàn)曾經(jīng)對基本粒子物理學(xué)科起到了非常重要的作用，人們從宇宙線(xiàn)中發(fā)現了一大批新粒子，有效地推動(dòng)了人類(lèi)對物質(zhì)基本結構及其相互作用規律的認識。宇宙線(xiàn)還跟宇宙中極端天體現象緊密聯(lián)系，反映了天體的形成和演化規律。

　　紫金山天文臺研究員范一中告訴記者，對于宇宙線(xiàn)的直接測量，需要到外太空進(jìn)行，因為地球大氣會(huì )阻擋、摧毀這些宇宙線(xiàn)，以至于這些高能粒子到達不了地球。此前國際上最好的兩組直接測量結果，分別是丁肇中先生的AMS-02以及日本科學(xué)家領(lǐng)銜的CALET實(shí)驗。而前者只工作到了1.8TeV，后者2019年的結果只到10TeV。由于宇宙線(xiàn)質(zhì)子的流量大致以能量的負2.7次方衰減，所以要精確測量更高能段的質(zhì)子宇宙線(xiàn)能譜，技術(shù)難度很大。“悟空號此次發(fā)布的數據到了100TeV，相比于A(yíng)MS-02以及CALET,觀(guān)測能段分別提高了約50倍和10倍，從實(shí)驗本身而言表明中國的空間高能粒子探測能力躋身國際最前沿。”

　　“根據傳統的宇宙線(xiàn)加速和傳播模型預測,宇宙線(xiàn)能譜應服從冪律分布，這是因為科學(xué)家分析認為，宇宙線(xiàn)加速源大體均勻地散落在宇宙空間中。但最新成果表明，宇宙線(xiàn)質(zhì)子能譜并不服從單一冪律分布，而是先上翹再下降，即是‘軟硬兼備’的。”“悟空”號團隊成員岳川進(jìn)一步解釋?zhuān)坝病焙汀败洝焙饬康氖瞧渲懈吣芰苛Ｗ诱急鹊亩嗯c少。該測量結果確認了之前發(fā)現的質(zhì)子能譜在數百GeV處的變“硬”行為。更為重要的是，“悟空”號首次發(fā)現質(zhì)子能譜在約14 TeV出現明顯的能譜變“軟”結構。

　　“悟空”號團隊認為，這一最新結果對揭示高能宇宙線(xiàn)的起源以及加速機制具有重要意義，并對這個(gè)結果給出兩種理論上的推測。一種是，14 TeV處能譜變軟的結構很可能是太陽(yáng)系周?chē)鷤€(gè)別宇宙線(xiàn)源留下的印記，例如超新星遺跡或者脈沖星，拐折能量即對應于這個(gè)源的加速上限。也有另一種可能性，即銀河系中宇宙線(xiàn)源存在不同種類(lèi)，它們給出具有差異的宇宙線(xiàn)能譜，打破了傳統理論模型的“平衡”，其總和給出觀(guān)測到的復雜能譜結構，造成了能譜上高低起伏的復雜結構。

　　下一步，科學(xué)家將對這兩種可能進(jìn)行研究分析，以期有所突破。目前在超期服役階段的“悟空”號工作狀態(tài)依然良好，正在持續積累數據，未來(lái)將陸續發(fā)表更多的觀(guān)測成果，特別是對不同的核素宇宙線(xiàn)的能譜測量結果，將為宇宙線(xiàn)學(xué)科發(fā)展做出新的貢獻。

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