現(xiàn)代快報訊（記者是鐘寅）2015年12月17日，“悟空”號衛(wèi)星在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心升空。如今，它在浩瀚宇宙中遨游了九載歲月。這顆衛(wèi)星原本設(shè)計壽命3年，可如今它的健康狀況仍然良好。中國科學(xué)院紫金山天文臺發(fā)布了“悟空巡天九載成績單”，衛(wèi)星已采集了超過161億的高能宇宙線事例，生產(chǎn)超過270TB的高級數(shù)據(jù)產(chǎn)品。
“悟空”號是我國發(fā)射的第一顆用于空間高能粒子觀測的衛(wèi)星，它就和《西游記》里的孫悟空一樣，具有的火眼金睛的“超能力”。其核心科學(xué)目標(biāo)是通過對電子宇宙線和伽馬射線的觀測來間接探測暗物質(zhì)粒子，還包括通過探測宇宙線核素粒子來研究宇宙線的加速和傳播機制。
何為暗物質(zhì)？早在20世紀(jì)30年代，瑞士天文學(xué)家弗里茨·茲威基在研究后發(fā)座星系團時，發(fā)現(xiàn)星系團中的星系彌散速度非?？?，僅靠星系團中的發(fā)光物質(zhì)根本束縛不住速度這么快的天體。他推測星系團中存在大量不發(fā)光的物質(zhì)，將其稱之為暗物質(zhì)。
幾十年中，一代代科學(xué)家反復(fù)求證，暗物質(zhì)的概念逐漸得到學(xué)術(shù)界認可。天文觀測結(jié)果顯示，暗物質(zhì)占宇宙質(zhì)量的25%、暗能量占宇宙質(zhì)量的70%，而可以被人類觀測到的物質(zhì)只占宇宙質(zhì)量的5%。雖然天文觀測已驗證存在暗物質(zhì)，但天文學(xué)家還沒有找到物理上的直接證據(jù)來證明暗物質(zhì)和暗能量的存在。
“悟空號”瞄準(zhǔn)了這一前沿，在空間開展了探索性的工作。根據(jù)目前理論物理學(xué)家的解釋，如果暗物質(zhì)粒子相互碰撞并湮滅，將轉(zhuǎn)換為高能電子。那么到空間去精確地探測高能電子能譜，就可以發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)存在的蛛絲馬跡。
截至2024年12月17日，衛(wèi)星已采集了超過161億的高能宇宙線事例，生產(chǎn)超過270TB的高級數(shù)據(jù)產(chǎn)品，累計公開發(fā)布了超過23萬個高能伽馬射線數(shù)據(jù)。當(dāng)前，“悟空”號的健康狀況良好，各大載荷性能變化保持在1%—2%水平。其卓越的性能表現(xiàn)、超寬的覆蓋能段、超高的能量測量精度以及極強的粒子鑒別能力，使其在高能正負電子和核素宇宙線觀測方面始終穩(wěn)居國際前沿行列，為人類理解宇宙線的起源與傳播機制提供了全新視角。
現(xiàn)代快報記者從紫金山天文臺獲悉，在現(xiàn)有成功經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，紫金山天文臺聯(lián)合國內(nèi)的多家單位提議了下一代的伽馬射線探測項目——甚大面積伽馬射線空間望遠鏡(VLAST)。該望遠鏡綜合性能預(yù)期比費米衛(wèi)星的大面積伽馬望遠鏡(Fermi-LAT)提升10倍之上。2024年，項目組利用歐洲核子研究中心的高能電子、質(zhì)子、重核和伽馬束流，完成了VLAST原理樣機的性能驗證實驗，證實了探測器設(shè)計的可行性。
（紫金山天文臺供圖）
