发布时间:2022-02-23 09:41 原文链接: 太空中的火眼金睛:悟空号暗物质粒子探测卫星


距离地面500公里左右的太阳同步轨道上,来自中国的“悟空”正在遨游。

每天,这颗1米见方的小小卫星绕地飞行大约15圈,用“火眼金睛”努力探测着宇宙高能粒子的踪迹。

这只“孙猴子”到底在找什么?

其实,浩瀚的银河系中,除了恒星、行星等这些我们肉眼可见的天体,还可能存在许多看不见的暗物质。科学家们推测,它们不发光、也基本不与其他物质有相互作用,在一般光学手段观测下,犹如“隐身”。

不过,当一对暗物质粒子偶然碰撞时,可能会湮灭,并放出电子、正电子和伽马射线等高能粒子。如果能够精确“捕捉”到这些粒子的信息,就可能反推出暗物质存在的蛛丝马迹。

2021年9月7日,“悟空”号暗物质粒子探测卫星首批伽马光子科学数据向全球公开。自2015年12月17日成功飞天,“悟空”一次次所发布的宝贵数据令世界瞩目,推进着人类对宇宙的进一步认识。

这只“孙猴子”到底长什么样?

这颗由中国科学院研制生产的卫星,体积比一张办公桌大不了多少,像一个倒立的银白色四层蛋糕,有效载荷却达到1.4吨,内部集成了近8万路电子学信道。从上到下,“悟空”装备有四大探测器:塑闪阵列探测器、硅阵列径迹探测器、BGO(锗酸铋)量能器和中子探测器。其中,BGO量能器包含300多根60厘米长的锗酸铋晶体。这些漂亮的“水晶棒”犹如孙悟空的“金箍棒”,对入射粒子的能量能进行极为灵敏的测量。

它的视力究竟要多强,才能称得上“火眼金睛”?

据“悟空”号首席科学家、中国科学院院士常进介绍,“悟空”号是世界上迄今为止观测能段范围最宽、能量分辨率最优的空间宇宙线探测器,也是我国第一颗空间天文卫星。它平均每秒就能“捕捉”60个高能粒子,可以对GeV到数十TeV量级之间的电子、伽马射线等宇宙线粒子进行测量。

这是什么概念?1GeV是10亿电子伏特,1TeV是1000GeV,即1万亿电子伏特。而人眼所能接收到最敏感的可见光能量,仅仅约为2电子伏特。

飞行6年多,“悟空”号已经完成全天区扫描超过11次,获取了百亿个高能宇宙射线事件。每天清晨和傍晚,这只“孙猴子”都会飞过中国的上空。位于北京密云、新疆喀什和海南三亚等处的接收站每天接收着“悟空”号传回的数据,透过这些数据,暗物质的面纱已陆续被揭开……

2021年5月,“悟空”号团队绘出迄今最精确的高能氦核宇宙线能谱,并观测到能谱新结构。这是“悟空”号继精确测量电子能谱、绘制高能质子宇宙线能谱后,第三次发布重要科学结果,标志着我国空间高能粒子探测已跻身世界最前列!

国际物理学界普遍认为,揭开暗物质之谜,将是继日心说、万有引力定律、相对论及量子力学之后的又一次基础科学变革。

踏入暗物质探测竞赛的前沿,中国科学家们相信,借助“悟空”“火眼金睛”的广大神通,我们将可以窥见崭新的宇宙面貌,离逮住那“看不见摸不着”的暗物质,也许不远了!


相关文章

木卫一数十亿年来一直是火山“地狱”

美国科学家对木星的卫星木卫一大气中硫的两种同位素进行了测量,结果表明,这颗卫星自诞生以来,数十亿年内一直存在火山活动。相关论文发表于18日出版的《科学》杂志。木卫一是太阳系中火山活动最活跃的天体,许多......

我国成功发射四维高景三号01星

刚刚,我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭,成功将四维高景三号01星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。该卫星主要为数字农业、城市信息模型、实景三维等新兴市场,以及国土测绘、......

鹊桥二号中继星任务取得圆满成功

记者4月12日从国家航天局获悉,鹊桥二号中继星已完成在轨对通测试。经评估,中继星平台和载荷工作正常,功能和性能满足任务要求,可为探月工程四期及后续国内、外月球探测任务提供中继通信服务,任务取得圆满成功......

极轨卫星地表温度时间归一化新方法研发成功

近日,中国农业科学院农业资源与农业区划研究所农业遥感团队提出了极轨卫星地表温度时间归一化的新方法,可以解决地表温度在卫星过境时段呈非线性变化时的时间效应问题。相关研究成果发表在国际期刊《地球科学与遥感......

系外卫星寻找地外生命的又一希望

围绕太阳系外行星运行的系外卫星(艺术图)。图片来源:美国太空新闻网围绕系外行星运行的卫星或是太阳系外最可能存在生命的地方。图片来源:《新科学家》网站夜晚,星光闪烁,月亮散发出柔和的银白色光芒。仰望夜空......

甲烷嗅探卫星监测全球“漏点”

谈及气候变化,二氧化碳通常是焦点,但未来几十年,削减甲烷排放可能对控制全球变暖产生更大的影响。据《自然》报道,在一颗即将从美国加利福尼亚州发射的卫星的帮助下,政府部门和企业终于有了一个工具,能帮助它们......

日本将发射首颗木制卫星应对太空污染

据英国《卫报》18日报道,日本京都大学与住友林业公司合作建造了第一颗由木材制成的微型卫星LignoSat,并计划于今年夏天将其送入太空。该卫星由木兰木制成,在国际空间站上进行的实验发现,木兰木特别稳定......

“威海壹号”卫星成功入轨

2月3日11时06分,由哈尔滨工业大学(威海)牵头研制的通遥一体化卫星系统“威海壹号”01/02星搭乘捷龙三号运载火箭在广东阳江附近海域点火升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。据“威海壹......

今年最大A轮融资出现了

垣信卫星在2月1日宣布完成了67亿元人民币的A轮融资,创下我国卫星企业单轮融资金额最高纪录。国开制造业转型升级基金领投,上海联和投资、国科资本、国盛资本等多家机构跟投。融资资金将主要用于星座建设、技术......

北京林业大学生态文明号卫星发射成功

1月23日12时03分,力箭一号遥三商业运载火箭在我国酒泉卫星发射中心发射升空,将搭载的5颗卫星顺利送入预定轨道。此次任务是力箭一号运载火箭的第3次飞行,五颗卫星中包括了泰景一号03星,即北京林业大学......