近日，中國科學(xué)院在其官方社交媒體平臺上宣布了一項(xiàng)令人矚目的科學(xué)成就。我國首顆空間天文衛(wèi)星“悟空”號，在對空間高能粒子的持續(xù)觀測中，首次成功獲取了TeV/n能區(qū)次級宇宙線硼核能譜的最精確數(shù)據(jù)，并揭示了能譜的全新結(jié)構(gòu)特征。

“悟空”號，這顆肩負(fù)著探尋暗物質(zhì)粒子使命的衛(wèi)星，自發(fā)射以來，一直在不懈地觀測高能電子、正電子以及伽瑪射線能譜，旨在揭示宇宙射線的起源以及伽馬射線天文的奧秘。此次關(guān)于硼核能譜的發(fā)現(xiàn)，無疑為它的科學(xué)使命增添了濃墨重彩的一筆。

宇宙線的起源和傳播一直是物理學(xué)和天文學(xué)領(lǐng)域的前沿課題。硼原子核作為宇宙線中的一種次級粒子，主要由原初核素如碳核、氧核在星際空間與物質(zhì)碰撞產(chǎn)生。其能譜結(jié)構(gòu)蘊(yùn)含著宇宙線傳播過程的重要信息，對于理解宇宙線的加速和傳播機(jī)制至關(guān)重要。

在過去的研究中，科學(xué)家們已經(jīng)注意到宇宙線硼核能譜在百GeV/n以上能區(qū)可能存在拐折跡象，但由于測量精度的限制，一直無法對這一結(jié)構(gòu)進(jìn)行確切的探測，也無法有效驗(yàn)證現(xiàn)有的宇宙線傳播模型。而“悟空”號的這次發(fā)現(xiàn)，則填補(bǔ)了這一空白。

“悟空”號憑借其覆蓋能段寬、能量測量準(zhǔn)確、粒子鑒別能力強(qiáng)的特點(diǎn)，成功實(shí)現(xiàn)了對高能宇宙線核素粒子的高精度鑒別。基于前八年的觀測數(shù)據(jù)，國際合作組獲得了10GeV/n到8TeV/n能區(qū)次級宇宙線硼元素能譜的精確測量結(jié)果，這是國際上首次對1TeV/n以上能區(qū)硼能譜進(jìn)行精確測量，測量精度和能量上限均超越了以往的空間探測實(shí)驗(yàn)。

此次研究中，“悟空”號以高置信度首次發(fā)現(xiàn)，宇宙線硼核在約200GeV/n處的能譜結(jié)構(gòu)變硬，且譜指數(shù)變硬程度約為原初宇宙線質(zhì)子、氦核的兩倍。這一發(fā)現(xiàn)表明，宇宙線能譜變硬結(jié)構(gòu)可能與宇宙線的傳播效應(yīng)有關(guān)，為修正宇宙線傳播模型提供了寶貴的觀測依據(jù)。

這一研究成果已于近日在《物理評論快報(bào)》上發(fā)表，得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金以及中國科學(xué)院相關(guān)項(xiàng)目的支持。這一成就不僅展示了我國空間天文領(lǐng)域的科研實(shí)力，也為全球科學(xué)家研究宇宙線的起源和傳播提供了新的視角和線索。