宇宙线可能是太空中最神秘的东西之一，地球上无时无刻不在经受着宇宙线的轰击，但我们却不知道它们来自何方。2015年，我国第一颗天文卫星“悟空”号带着这个使命出发。五年半以来，火眼金睛的“悟空”号取得丰硕成果。5月18日，“悟空”号国际合作组在顶级期刊《物理评论快报》上发布了宇宙线氦核的精确能谱测量最新结果。5月19日，中科院紫金山天文台举行“悟空”号宇宙线成果新闻发布会。

  现代快报+/ZAKER南京记者 阿里亚 胡玉梅

  “悟空”积累的宇宙线事例多达100亿

  宇宙线究竟是什么？发布会现场，中科院高能物理研究所研究员毕效军介绍说，宇宙线是来自宇宙空间的高能粒子流，是自动送上门来的宇宙深处的高能物质样品。

  “宇宙线中大部分是带电粒子，如：质子、α粒子、铁核等，还有少量的中性粒子，如：γ光子、中微子等。”毕效军告诉现代快报记者，1912年，奥地利物理学家赫斯通过气球实验发现了来自地球外的高能粒子。1936年，赫斯因这个发现获得了诺贝尔物理学奖。

  尽管科学家们对宇宙线不断刷新认识，但是，宇宙线是如何被加速的，它又来源于何种天体……这是近百年来，科学家们想要解答的疑难问题，也被认为是21世纪宇宙物理学11个重大前沿问题之一。

  怎么来破解宇宙线来源和加速之谜？目前，全世界有不同的科学手段和探测仪器。中科院紫金山天文台领衔研制的暗物质粒子探测卫星“悟空”的三大科学目标之一，就是破解宇宙线起源和传播谜题。

  “‘悟空’号探测器面积大、动态范围广，非常适合探测宇宙线。与世界同类探测器设备相比，“悟空”观测能段宽，能量分辨率高，粒子鉴别能力强。”中科院紫金山天文台研究员袁强介绍说，截止目前，“悟空”号已完成全天扫描近11次，积累的宇宙线事例多达100亿。

  宇宙线可能是邻近地球的超新星爆炸后产生

  这些宇宙线究竟来自于哪里呢？有科学家猜测，它们有可能是超新星爆炸后产生的。

  毕效军告诉现代快报记者，根据“悟空”的探测，他们怀疑这些宇宙线来自邻近地球的超新星爆发。据介绍，超新星爆发是恒星在演化接近末期时经历的一种剧烈爆炸，爆炸过程中所突发的电磁辐射经常能够照亮其所在的整个星系，并可能持续几周至几个月才会逐渐衰减。

  研究宇宙线源和加速，对公众来说有什么意义？毕效军解释说，科学家们研究宇宙线的最终目标是想弄清楚宇宙线的加速机制是什么？为什么能够把粒子加速到那么高的速度？“我们平常生活中用的电压是220伏，而加速宇宙线粒子对应的电势差是1000万亿伏。如果我们研究清楚了，也许我们加速器的专家可以借鉴一下，可以让人类也能操控粒子加速到如此高的能量。”

  “悟空”遨游太空五年半，运行良好

  暗物质探测器“悟空”号是中科院空间科学战略性先导专项的首发星，也是中国首颗天文卫星。它于2015年12月17日发射升空，曾被《自然》杂志评价为“开启了中国空间科学时代”。

  “‘悟空’号已经在轨运行了五年半，在这背后是各个单位科学团队的细心维护。它每天传送回约16GB的原始数据，国内国外有专门的科学团队处理这些数据，从中分析出有价值的科学数据。”中科院紫金山天文台副研究员岳川介绍，这是个庞大的“翻译”过程。“首先把来自天上的二进制信号转换成物理信息，然后将这些信息拼凑到一起构建出粒子的模样。”用岳川的话来说，为了提高准确率，他们每一步都要小心小心再小心。

  “悟空”号卫星载荷与科学团队成员来自天文、物理、工程等不同领域，‘翻译’成什么形式、如何保存，每次都要激烈讨论。在一次次交流碰撞中，“悟空”号取得丰硕成果。今年，这个平均年龄不足35周岁的科学团队荣获“中国青年五四奖章集体”。

  “‘悟空’号的设计寿命为三年，已于2019年1月进行首次延寿运行，为期两年。鉴于卫星运行情况良好，2020年11月再次延期‘服役’一年。”袁强告诉现代快报记者，目前“悟空”号仍然保持着良好的工作状态。他们会实时检测“悟空”号的状态，今年年底将再次进行评估，决定是否继续延寿。

  “‘悟空’号的三大科学目标是间接探测暗物质粒子、破解宇宙线起源和传播谜题、研究伽马射线天文现象，团队今后的科研仍重点围绕这三个问题开展。”袁强说，“悟空”号将继续在太空中累积科学数据，给我们带来更多惊喜。