现代快报讯(记者 是钟寅)2015年12月17日,“悟空”号卫星在酒泉卫星发射中心升空。如今,它在浩瀚宇宙中遨游了九载岁月。这颗卫星原本设计寿命3年,可如今它的健康状况仍然良好。中国科学院紫金山天文台发布了“悟空巡天九载成绩单”,卫星已采集了超过161亿的高能宇宙线事例,生产超过270TB的高级数据产品。
“悟空”号是我国发射的第一颗用于空间高能粒子观测的卫星,它就和《西游记》里的孙悟空一样,具有的火眼金睛的“超能力”。其核心科学目标是通过对电子宇宙线和伽马射线的观测来间接探测暗物质粒子,还包括通过探测宇宙线核素粒子来研究宇宙线的加速和传播机制。
何为暗物质?早在20世纪30年代,瑞士天文学家弗里茨·兹威基在研究后发座星系团时,发现星系团中的星系弥散速度非常快,仅靠星系团中的发光物质根本束缚不住速度这么快的天体。他推测星系团中存在大量不发光的物质,将其称之为暗物质。
几十年中,一代代科学家反复求证,暗物质的概念逐渐得到学术界认可。天文观测结果显示,暗物质占宇宙质量的25%、暗能量占宇宙质量的70%,而可以被人类观测到的物质只占宇宙质量的5%。虽然天文观测已验证存在暗物质,但天文学家还没有找到物理上的直接证据来证明暗物质和暗能量的存在。
“悟空号”瞄准了这一前沿,在空间开展了探索性的工作。根据目前理论物理学家的解释,如果暗物质粒子相互碰撞并湮灭,将转换为高能电子。那么到空间去精确地探测高能电子能谱,就可以发现暗物质存在的蛛丝马迹。
截至2024年12月17日,卫星已采集了超过161亿的高能宇宙线事例,生产超过270TB的高级数据产品,累计公开发布了超过23万个高能伽马射线数据。当前,“悟空”号的健康状况良好,各大载荷性能变化保持在1%—2%水平。其卓越的性能表现、超宽的覆盖能段、超高的能量测量精度以及极强的粒子鉴别能力,使其在高能正负电子和核素宇宙线观测方面始终稳居国际前沿行列,为人类理解宇宙线的起源与传播机制提供了全新视角。
现代快报记者从紫金山天文台获悉,在现有成功经验的基础上,紫金山天文台联合国内的多家单位提议了下一代的伽马射线探测项目——甚大面积伽马射线空间望远镜(VLAST)。该望远镜综合性能预期比费米卫星的大面积伽马望远镜(Fermi-LAT)提升10倍之上。2024年,项目组利用欧洲核子研究中心的高能电子、质子、重核和伽马束流,完成了VLAST原理样机的性能验证实验,证实了探测器设计的可行性。
(紫金山天文台供图)