“悟空”号揭示宇宙射线起源之谜

　　本报南京5月1日电 当你抬头仰望夜空，也许并不知道，地球其实一直正被无数接近光速的高能粒子——宇宙射线持续轰击。这些粒子到底起源于哪里，又是什么让它们获得如此巨大的能量？科学家们对这些问题已经追寻了百余年。最近，我国“悟空”号暗物质粒子探测卫星带来新发现：宇宙射线源在加速带电粒子时，对不同粒子的“待遇”并不相同，带的电荷越多，就能被加速到越高的极限能量。4月29日，这项突破成果在国际权威期刊《自然》线上发表。

　　宇宙射线中包含了像质子和各种原子核这样的高能粒子。如果把这些粒子根据能量高低和数量绘制成曲线，就是所谓的宇宙射线“能谱”。其实，能谱正隐藏着有关宇宙射线起源的重要线索。不过，受限于过去仪器的探测能力，高能区的能谱一直缺乏清晰数据。

　　由中科院院士常进领导的科学家团队，运用“悟空”号9年间采集到的大约185亿个高能粒子数据，一次性看清了宇宙中最丰富的5种粒子——质子、氦、碳、氧和铁的能谱特征。让人惊喜的是，这5种粒子的高能段都出现了一个明显的“鼓包”，曲线像被顶出了一个包。尤其是碳、氧、铁这三种粒子，其有效能量测量范围比以往扩大近十倍，因此才捕捉到了这个隐藏许久的新现象。

　　更令人关注的是，这个“鼓包”出现在能谱上的位置，与粒子自身携带的电荷数正相关，而跟粒子质量没有太大关系。研究人员结合了大范围宇宙射线方向分布的数据，综合研判后认为，这个“鼓包”恰恰揭示了一个邻近地球的宇宙射线加速源的能量“上限”——这个加速源能把粒子推到多高能量，主要看粒子的电荷有多少。

　　相关专家指出，这项发现验证了舆情网丹麦物理学家彼得斯1961年提出的“彼得斯循环”假说。该理论认为，在磁场作用下，粒子能够达到的极限能量与其电荷数成正比。由于过去观测精度有限，这一假说一直没有被直接证实，而“悟空”号凭借其宽能段、高精度和强大的粒子识别能力，首次为这项理论提供了确凿的实验支撑。

　　据了解，“悟空”号自2015年底发射升空，本设计寿命为3年，但如今已安全服役超过10年，设备状态依旧良好，并且持续收集高精度数据。科学家们相信，随着“悟空”号不断提供新数据，有关宇宙射线起源的谜团或许很快就会被揭开。