新華社南京4月30日電（記者王玨玢）暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星“悟空”國際合作組30日公布最新研究成果�；�于衛(wèi)星數(shù)據(jù)，“悟空”首次在觀測(cè)上直接證實(shí)了宇宙射線加速能量極限的電荷依賴規(guī)律，并為地球附近存在“超級(jí)粒子加速器”提供了關(guān)鍵證據(jù)。

　　相關(guān)成果29日夜間在線發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《自然》。

　　浩瀚的大氣層外，無時(shí)無刻不在下著“粒子雨”。這些以接近光速穿行的高能粒子（如原子核、正負(fù)電子等）被統(tǒng)稱為宇宙射線。主流觀點(diǎn)認(rèn)為，它們通常發(fā)源于超新星爆炸遺跡或黑洞吸積等極端宇宙事件，攜帶著重要的天體物理信息。百余年來，科學(xué)家一直試圖弄清它們究竟從哪來、怎么被加速到如此高的能量。為解開這些謎團(tuán)，科學(xué)家需要測(cè)量宇宙射線的能譜，也就是不同能量的粒子數(shù)量分布。

　　此次，“悟空”國際合作組利用衛(wèi)星在軌前9年（2016至2024年）的觀測(cè)數(shù)據(jù)，精確測(cè)量并繪制出質(zhì)子、氦、碳、氧和鐵這5種不同宇宙射線粒子的能譜。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)：這5種粒子的數(shù)量，都在達(dá)到某一個(gè)特定高能量點(diǎn)時(shí)出現(xiàn)步調(diào)一致的急劇減少，形成能譜“鼓包”結(jié)構(gòu)。“這就像是高速公路上的汽車，速度達(dá)到某個(gè)‘極限值’后，能加速跑下去的數(shù)量突然大幅減少。”暗物質(zhì)衛(wèi)星首席科學(xué)家、中國科學(xué)院院士常進(jìn)比喻道。

　　更奇妙的是，“悟空”團(tuán)隊(duì)通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，決定這個(gè)“極限值”的是粒子所帶的電荷量而非質(zhì)量。這也在實(shí)際觀測(cè)中證實(shí)了宇宙射線加速能量極限的“電荷依賴特性”。“通俗點(diǎn)說，電荷越大的粒子，能被加速到的能量上限就越高。”暗物質(zhì)衛(wèi)星科學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)副總師、中國科學(xué)院紫金山天文臺(tái)研究員范一中補(bǔ)充說，“悟空”提供的直接觀測(cè)證據(jù)印證了20世紀(jì)60年代科學(xué)界提出的宇宙射線電荷依賴加速理論，為這一經(jīng)典理論預(yù)測(cè)提供了實(shí)證。

　　這個(gè)發(fā)現(xiàn)說明了什么？衛(wèi)星科學(xué)團(tuán)隊(duì)成員、中國科學(xué)院紫金山天文臺(tái)研究員袁強(qiáng)介紹，“悟空”此次研究表明，在距離地球較近的宇宙空間里，存在著一個(gè)天然的“超級(jí)粒子加速器”。而“悟空”捕捉到的能譜“鼓包”正對(duì)應(yīng)于這個(gè)加速器的“最大馬力”，即加速能力上限。“結(jié)合前期宇宙射線方向分布的研究，還可以判定，這個(gè)加速源位于遠(yuǎn)離銀河系核心的方位。”袁強(qiáng)補(bǔ)充說。

　　“悟空”于2015年底發(fā)射升空 ，迄今已在軌運(yùn)行超過10年，記錄了約185億個(gè)高能粒子事例。它的核心任務(wù)是通過高精度觀測(cè)宇宙高能粒子來尋找暗物質(zhì)存在的證據(jù)，同時(shí)研究宇宙射線的起源與傳播。與國際同類空間高能粒子探測(cè)設(shè)備相比，“悟空”具備覆蓋能段寬、能量測(cè)量準(zhǔn)、粒子甄別能力強(qiáng)等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

　　“‘悟空’探測(cè)器目前依然保持著良好的狀態(tài)。隨著數(shù)據(jù)進(jìn)一步積累，期待它繼續(xù)練就‘火眼金睛’，為最終揭開暗物質(zhì)和高能宇宙射線起源的謎團(tuán)再立新功。”常進(jìn)說。