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(資料圖)

科技日報

暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星“悟空號”發(fā)現(xiàn)宇宙新奧妙！這一次，它的發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了經(jīng)典的宇宙線傳播模型。我國綜合類學術期刊《科學通報》英文版近日刊發(fā)“悟空號”國際合作組的一篇新成果，研究人員利用衛(wèi)星在2016年至2021年的觀測數(shù)據(jù)，分析得到每核子100億電子伏特（10GeV/n）到每核子5.6萬億電子伏特（5.6TeV/n）能段的宇宙線中，硼/碳比（B/C）和硼/氧比（B/O）的精確測量結果，并發(fā)現(xiàn)了能譜新結構。

“‘悟空號’首次以高置信度發(fā)現(xiàn)，在約每核子千億電子伏特（100GeV/n）以上能段，宇宙線中的B/C和B/O隨宇宙線粒子的能量升高而下降的趨勢變得平緩，這意味著經(jīng)典的宇宙線傳播模型需要作出重要修改?！?0月20日，論文作者之一、中國科學院紫金山天文臺研究員袁強接受記者采訪時表示。

宇宙線是來自外太空的高能粒子，包括各種原子核、電子、高能伽馬射線和中微子等。在宇宙線中，碳核、氧核等屬于恒星核合成過程中產(chǎn)生的原初粒子，而硼核則主要是碳核、氧核在傳播過程中和星際物質(zhì)發(fā)生碰撞后產(chǎn)生的次級粒子。

論文作者之一、中國科學院紫金山天文臺副研究員岳川介紹，如果宇宙線中，碳和氧核在稠密的介質(zhì)中傳播，那么將會有更大的概率碎裂，從而產(chǎn)生更多的硼核，反之則硼核豐度較低。因此分析宇宙線中硼核和碳核、氧核數(shù)目比例，有助于研究宇宙線的傳播過程。

“此次，‘悟空號’國際合作組在國際上首次實現(xiàn)對1TeV/n以上B/C和B/O進行精確測量。結果表明，在寬能段范圍內(nèi)B/C和B/O明顯偏離單一冪律分布的行為特征。”袁強表示，經(jīng)典的宇宙線傳播理論認為宇宙線的擴散系數(shù)隨能量呈冪律變化，但此次研究發(fā)現(xiàn)擴散系數(shù)的能量依賴關系比以往人們的認識顯得更加復雜。

研究團隊認為，此次研究對于揭示宇宙線的傳播機制以及星際介質(zhì)的湍動屬性具有十分重要的意義，也意味著之前基于反物質(zhì)宇宙線的暗物質(zhì)間接探測的天體物理背景需要重估。

標簽： 電子伏特 紫金山天文臺 中國科學院