“悟空”号最新发现:首绘极高能段宇宙线质子能谱

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  宇宙射线中的高能粒子分布,在某个特殊能段,无缘无故变得“陡峭不平”,这原应,在地球附进有一颗将会死亡并抛射出大量高速运动物质的大质量恒星,将会在银河系中指在着不同种类的宇宙线源。北京时间2019年9月28日,“悟空”号国际媒体媒体合作组在《科学进展》(《Science Advances》)发表了从40 GeV到30 TeV能段的宇宙线质子精确能谱测量结果。这是国际上首次利用空间实验,实现对高达30 TeV的宇宙线质子能谱的精确测量。

  暗物质卫星“悟空”号,受访者供图

  人类往往通过电磁波、宇宙线、中微子和引力波观察宇宙。而地球时刻在经受来自外太空中高能粒子的轰击,什么粒子包括各种原子核、正负电子、高能伽马射线和联 微子等,它们统称为宇宙线。

  人类对宇宙线的观测和研究将会长达一一两个世纪,但其起源、加速等基本问題依然悬而未决。质子是宇宙线中丰度最高的粒子,占比约90%。

  对质子能谱的精确测量,能够理解宇宙线物理的基本问題。将会巨大的技术挑战,宇宙线的直接观测直到308年才取得突破性成果。

  科学家们发现,质子宇宙线在约30GeV(1GeV=10亿电子伏特)处指在能谱变硬,即高能粒子数目随能量的降低传输速率变缓,这对传统理论模型带来了挑战。从那时起科学家们开始英文关注数百GeV至数百TeV(1TeV=1万亿电子伏特)能段中质子宇宙线能谱是否指在新的形态学 。

  2015年底发射的我国首颗天文卫星“悟空”号,其核心科学目标之一随后对宇宙线质子以及核素能谱进行精确测量,发现新的能谱形态学 。

  在前两年半的工作时间中,“悟空”共派发到约30万个高能质子数据。基于什么数据,“悟空”号的科学家们获得了0.04—30 TeV能段的质子宇宙线能谱。

  中科院紫金山天文台研究员袁强表示,在最新的观测结果中,除了证实前人发现的数百GeV处的能谱变硬结果,“悟空”号还首次发现了质子能谱在约14 TeV老出明显的能谱变“软”形态学 。这里的“软”指的粒子的数量随能量的下降传输速率调快。

  “将会质子能谱无缘无故是匀速下降的,科学家就那么不多的发挥空间。但现在发现能谱饱含形态学 ,这饱含着重要的物理信息。”中科院紫金山天文台研究员范一中接受科技日报记者采访时表示,14 TeV处能谱变“软”的形态学 很将会是地球附进个别宇宙线源留下的印记。

  “本身将会是,在大伙太阳系附进,那么 有一颗大质量恒星死亡后产生超新星爆炸,并加速出大量的宇宙射线。还有本身将会是,银河系中宇宙线源指在不同种类,它们加速出的宇宙线能谱不同,叠加之前 的总和就会老出形态学 。我此人 更认可第本身将会。”范一中说。(金凤

[ 责编:张佳兴 ]

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