◎ 科技日报采访人员 张晔 金凤
“悟空”巡天五年半 ， 四大“火眼金睛”探测器究竟看到了什么？有没有找到暗物质粒子的存在证据？9月7日 ， 国家空间科学数据中心与中国科学院紫金山天文台联合公开发布“悟空”号暗物质粒子探测卫星首批伽马光子科学数据 。
【信息|巡天五年半！“悟空”号上新啦】
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“悟空”号伽马射线曝光图
“悟空”号依旧“年富力强”
2015年12月17日 ， “悟空”号暗物质粒子探测卫星在酒泉卫星发射中心成功发射 。 “悟空”的使命是寻找宇宙暗物质 。 科学家推测 ， 宇宙中95%以上是暗物质和暗能量 ， 其中暗物质占26.8% 。 暗物质不发光、不发出电磁波、不参与电磁相互作用 ， 它无法用任何光学或电磁波观测设备直接“看”到 。
目前 ， 国际上有三个著名的暗物质探测器 ， “悟空”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探测器 。 “悟空”号暗物质粒子探测卫星有效载荷由4个子探测器（塑闪阵列探测器PSD、硅阵列探测器STK、BGO量能器、中子探测器NUD）构成 。
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“悟空”号载荷结构图
“悟空”号设计寿命为3年 ， 目前已经超期服役 ， 平稳运行达五年半 。 紫金山天文台相关人员告诉采访人员 ， “悟空”号卫星平台、有效载荷均工作正常 ， 已经完成全天区扫描超过11次 ， 获取了约107亿高能宇宙射线事例 ， 已先后获得了宇宙线电子、质子、氦核等TeV以上能区最精确的测量结果 ， 在暗物质间接探测和宇宙线起源方面做出了重要贡献 。
伽马射线指引人类寻找暗物质
暗物质粒子间接探测、宇宙线物理和伽马射线天文是“悟空”号卫星的三大科学目标 ， 而对伽马射线的观测是实现其科学目标的重要手段之一 。
目前 ， 人类探测暗物质的方式主要分为三类：一是对撞机探测 ， 主要有欧洲核子中心的大型强子对撞机；二是在地下进行的直接探测 ， 我国在四川锦屏山地下实验室中正在开展相关实验；三是间接探测 ， 主要在空间进行 。
“悟空”卫星就是采用第三种方式 。 物理学家们认为 ， 暗物质粒子碰撞后会产生高能粒子 ， 如伽马射线、正负电子、正反质子、中微子等 。 暗物质卫星就是精确探测这些粒子 ， 通过其能谱、空间分布来寻找暗物质粒子存在的证据 。
由于伽马光子不带电荷 ， 在传播的过程中不会被磁场偏转 ， 可以更好地携带暗物质空间分布的信息 ， 故而在暗物质间接探测研究中伽马射线数据具有特殊的价值 。 暗物质粒子探测卫星的伽马射线观测具有极高的能量分辨率 ， 有望更好地研究暗物质的性质 。
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