本報記者 張 曄 金 鳳
9月7日,國家空間科學(xué)數據中心與中國科學(xué)院紫金山天文臺聯(lián)合公開(kāi)發(fā)布“悟空”號暗物質(zhì)粒子探測衛星首批伽馬光子科學(xué)數據。空間伽馬射線(xiàn)觀(guān)測作為人類(lèi)認識宇宙的重要手段之一,在宇宙起源、暗物質(zhì)探測等科學(xué)前沿問(wèn)題的研究中發(fā)揮著(zhù)積極作用。
暗物質(zhì)粒子探測衛星,即“悟空”號,于2015年12月17日在酒泉衛星發(fā)射中心成功發(fā)射。其主要科學(xué)目標通過(guò)在空間觀(guān)測高能電子(包括正電子)和伽馬射線(xiàn)能譜,來(lái)尋找暗物質(zhì)粒子的存在證據,并開(kāi)展宇宙射線(xiàn)起源及伽馬射線(xiàn)天文方面的相關(guān)研究。
記者從紫金山天文臺獲悉,經(jīng)過(guò)五年半的平穩運行,目前“悟空”號衛星平臺、有效載荷均工作正常,已經(jīng)完成全天區掃描超過(guò)11次,獲取了約107億高能宇宙射線(xiàn)事例,已先后獲得了宇宙線(xiàn)電子、質(zhì)子、氦核等TeV以上能區最精確的測量結果,在暗物質(zhì)間接探測和宇宙線(xiàn)起源方面作出了重要貢獻。
此次發(fā)布的伽馬光子科學(xué)數據主要包括光子數據文件和衛星狀態(tài)文件兩類(lèi)。光子數據文件是從衛星探測到的事例數據中經(jīng)過(guò)光子挑選得到的,文件主要記錄了光子數據的物理信息和GTI(好時(shí)間段)信息:物理信息包括光子到達時(shí)間、重建能量、重建方向、觸發(fā)類(lèi)型等;GTI信息記錄衛星觀(guān)測模式的時(shí)間信息。衛星狀態(tài)文件主要記錄衛星的時(shí)間、位置、速度、指向和有效時(shí)間等信息。
此次公開(kāi)發(fā)布的2016年1月1日至2018年12月31日的伽馬光子科學(xué)數據,共計99864個(gè)事例,與其相關(guān)的衛星狀態(tài)文件,共計1096條記錄,這些數據和文件均可通過(guò)國家空間科學(xué)數據中心或中國科學(xué)院紫金山天文臺獲取。
暗物質(zhì)粒子探測衛星有效載荷由4個(gè)子探測器構成,分別為塑閃陣列探測器、硅陣列探測器、量能器、中子探測器。
其中塑閃陣列探測器主要用于測量入射粒子的電荷,并用于伽馬射線(xiàn)的反符合探測;硅陣列探測器主要用于測量入射粒子的方向,內部裝有鎢板將伽馬射線(xiàn)轉換為正負電子從而實(shí)現對其方向的精確測量,同時(shí)也可以對入射粒子的電荷進(jìn)行測量;量能器主要用于測量宇宙線(xiàn)粒子尤其是高能電子和伽馬射線(xiàn)的能量,同時(shí)進(jìn)行粒子鑒別,剔除高能核素(包括質(zhì)子和重核)本底;中子探測器用于測量宇宙線(xiàn)中的強子與中子探測器上層的物質(zhì)發(fā)生作用產(chǎn)生的次級中子,進(jìn)一步剔除高能核素本底。
暗物質(zhì)粒子間接探測、宇宙線(xiàn)物理和伽馬射線(xiàn)天文是“悟空”號衛星的三大科學(xué)目標,而對伽馬射線(xiàn)的觀(guān)測是實(shí)現其科學(xué)目標的重要手段之一。
相關(guān)專(zhuān)家介紹,由于伽馬光子不帶電荷,在傳播的過(guò)程中不會(huì )被磁場(chǎng)偏轉,可以更好地攜帶暗物質(zhì)空間分布的信息,故而在暗物質(zhì)間接探測研究中伽馬射線(xiàn)數據具有特殊的價(jià)值。暗物質(zhì)粒子探測衛星的伽馬射線(xiàn)觀(guān)測具有極高的能量分辨率,有望更好地研究暗物質(zhì)的性質(zhì)。
據悉,國家空間科學(xué)數據中心與中國科學(xué)院紫金山天文臺后續還將持續發(fā)布伽馬光子科學(xué)數據,開(kāi)展數據分析與應用技術(shù)及工具的研發(fā),為公眾提供更多樣、更精細、更透明的數據共享與應用服務(wù)。
(科技日報南京9月7日電)