暗物质粒子探测卫星(,简称),命名为“悟空”,是中国第一个空间望远镜,用于探测暗物质,由中科院花費1亿美元研製。悟空於2015年12月17日在酒泉卫星发射中心搭載長征二號丁運載火箭升空。探測衛星裝有塑闪阵列探测器、硅阵列探测器、BGO量能器、中子探测器,是現今觀測能段範圍最寬、能量解析度最優的暗物质粒子空間探測器,它的觀測能段是安置於國際太空站的阿爾法磁譜儀的10倍(5GeV-10TeV),能量分辨率比其它同類探測器還要高出3倍以上(優於1.5%)。
成果
2017年11月30日,中國科學院發布,悟空卫星發現可能是暗物質存在的證據, 今天有天体模型难以解释此信号,与理论预测的暗物质粒子产生湮灭的信号极为相似,但仍需排除其他可能。
12月7日,研究团队在《自然》期刊上发表了“精确测量太空中的电子宇宙射线能谱”。
2021年9月7日,公布探测器首批伽马光子科学数据。数据的时间范围为2016年1月1日至2018年12月31日。
2022年11月1日,研究团队根据观测结果,绘制出了硼/碳、硼/氧宇宙射线粒子比能谱,并发现能谱新结构,此研究结果显示,宇宙中高能粒子的传播可能比预想更慢。
2025年5月13日,“悟空”号国际研究组使用探测器前八年的观测数据,获得了TeV/n能区精确的次级宇宙线硼核能谱,并发现了能谱新结构。其结果发表在《Physical Review Letters》刊物上。
2026年4月30日,中国科学院紫金山天文台领衔的科研团队发表了关于“宇宙射线加速能量极限的电荷依赖规律”的新发现。即“悟空”号观测显示质子、氦、碳、氧、铁这5种宇宙射线中最常见粒子的能量分布在高能段都出现了一致的“鼓包”结构,而这个的特殊“鼓包”出现的位置与粒子的电荷成正比。这说明在地球附近,存在一个近距离的宇宙射线加速源,粒子能谱上的“鼓包”,就是这个源加速粒子的能力上限。这也证明,宇宙射线源加速粒子的能量上限,和粒子电荷成正比。
命名
“悟空”之名来源于《西游记》中的人物孙悟空,由公開徵名活動選取,因有領悟、探索太空之意,同時具備國際上將科學衞星以神話形象命名的做法,希望卫星能像孙悟空一样,能有一双发现“暗物质”的火眼金睛。
而卫星的英文缩写“DAMPE”则是一个逆向首字母缩略词,来自于《薩爾達傳說》系列电子游戏中登场的一个角色“丹培”。在游戏中玩家为了寻找宝物,需要借助丹培的指引。取此名称,有为暗物质的发现引路之意。
后续项目
悟空二号(DAMPE-2)曾参选空间科学先导专项三期,但未最终入选。
中科院紫金山天文台提出基于“悟空号”的甚大面积伽马射线空间望远镜计划(Very Large Area Gamma-ray Space Telescope, VLAST)。该望远镜探测能段覆盖1MeV至10TeV,聚焦1-100MeV伽马射线的高灵敏度探测,接受度高达10m2sr,综合性能预期比费米伽玛射线空间望远镜的大面积伽马望远镜(Fermi-LAT(Large Area Telescope),2m2sr)提升10倍之上。它的类似任务包括AMS-100和高能宇宙辐射探测设施(HERD)。
参见
- 空间科学先导专项探测器:实践十号、量子科学实验卫星、硬X射线调制望远镜
- 常进 (天体物理学家)
参考资料
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