悟空号,暗物质粒子探测卫星,开始新的探索旅程

科技流光

发布时间: 18-07-2500:22

暗物质粒子探测卫星(英文:Dark Matter Particle Explorer,缩写:DAMPE)是中国科学院空间科学战略先导专项的五颗卫星任务之一,已于2015年12月17日8时12分在酒泉卫星发射基地由长征二号丁运载火箭发射。

DAMPE是一个空间望远镜,它可以探测高能伽马射线、电子和宇宙射线。它由一个塑料闪烁探测器、硅微条、钨板、电磁量能器和中子探测器组成。DAMPE的主要科学目标是以更高的能量和更好的分辨率来测量宇宙射线中正负电子之比,以找出可能的暗物质信号。

2015年12月17日8时12分,中国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将暗物质粒子探测卫星“悟空”发射升空。2016年12月29日,暗物质粒子探测卫星“悟空”频繁记录到来自超大质量黑洞CTA 102的伽马射线爆发。

2016年3月17日,中国暗物质粒子探测卫星“悟空”正式交付用户。“悟空”至今已在轨飞行92天,共探测到4.6亿个高能粒子。经过三个月的在轨测试,卫星的四大科学载荷——塑闪阵列探测器、硅阵列探测器、BGO量能器和中子探测器功能性能稳定,上注至卫星的全部指令均正确执行,星地链路通畅,完成了所有既定的测试项目,卫星各项技术指标达到或超过了预期。

暗物质粒子探测卫星,实际上是一个望远镜。它工作在高能量波段,大概比光学的波段要高1012,所以这么高能量的高能光子和探测器作用以后,它不会产生反射、折射等普通的波的光学性质,高能光子和探测器发生作用后产生正负电子对,这个望远镜通过探测正负电子对的方向、能量,来判断天上高能光子的方向和能量。

宇宙线的源头一般认为是超新星爆发,而如果暗物质存在的话,暗物质湮灭的时候产生的宇宙线,就成为了宇宙线的额外来源,这时候探测到的宇宙线会不同于标准模型,多出来的一部分可能来源于暗物质湮灭或者衰变,对这多出的一部分进行探测,就是暗物质的间接探测。由诺贝尔物理学奖获得者丁肇中主持的AMS项目中的暗物质粒子探测卫星AMS-2,就是应用的这一原理。

还有高能伽马射线空间分布谱线(这些都是暗物质粒子特征信号),因为GeV以上没有其他物理构成能够产生伽马射线谱线,只有暗物质粒子湮灭会产生伽马射线谱线。所以如果探测到伽马射线谱线,意味着已经找到了暗物质粒子。另外,还可以通过宇宙线其他能谱的精确测量和空间分布,来探测暗物质粒子。

在以后的探索中,悟空号会产生更加重要的作用。

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