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　　人民网南京9月28日电（记者姚雪青）今天，中科院紫金山天文台发布了中国首颗空间天文卫星——“悟空”号对宇宙线质子的最新研究成果：北京时间2019年9月28日，“悟空”号国际合作组在《科学进展》（Science Advances）杂志发表了从40 GeV到100 TeV能段的宇宙线质子精确能谱测量结果。这是国际上首次利用空间实验实现对高达100 TeV的宇宙线质子能谱的精确测量，这对于研究和认识银河系内宇宙线起源、加速机制，以及它们在星际空间和星系际空间中的传播及相互作用等关键问题，有着很重要的价值和意义。

　　宇宙线曾经对基本粒子物理学科起到了非常重要的作用，人们从宇宙线中发现了一大批新粒子，有效地推动了人类对物质基本结构及其相互作用规律的认识。宇宙线还跟宇宙中极端天体现象紧密联系，反映了天体的形成和演化规律。

　　紫金山天文台研究员范一中告诉记者，对于宇宙线的直接测量，需要到外太空进行，因为地球大气会阻挡、摧毁这些宇宙线，以至于这些高能粒子到达不了地球。此前国际上最好的两组直接测量结果，分别是丁肇中先生的AMS-02以及日本科学家领衔的CALET实验。而前者只工作到了1.8TeV，后者2019年的结果只到10TeV。由于宇宙线质子的流量大致以能量的负2.7次方衰减，所以要精确测量更高能段的质子宇宙线能谱，技术难度很大。“悟空号此次发布的数据到了100TeV，相比于AMS-02以及CALET,观测能段分别提高了约50倍和10倍，从实验本身而言表明中国的空间高能粒子探测能力跻身国际最前沿。”

　　“根据传统的宇宙线加速和传播模型预测,宇宙线能谱应服从幂律分布，这是因为科学家分析认为，宇宙线加速源大体均匀地散落在宇宙空间中。但最新成果表明，宇宙线质子能谱并不服从单一幂律分布，而是先上翘再下降，即是‘软硬兼备’的。”“悟空”号团队成员岳川进一步解释，“硬”和“软”衡量的是其中高能量粒子占比的多与少。该测量结果确认了之前发现的质子能谱在数百GeV处的变“硬”行为。更为重要的是，“悟空”号首次发现质子能谱在约14 TeV出现明显的能谱变“软”结构。

　　“悟空”号团队认为，这一最新结果对揭示高能宇宙线的起源以及加速机制具有重要意义，并对这个结果给出两种理论上的推测。一种是，14 TeV处能谱变软的结构很可能是太阳系周围个别宇宙线源留下的印记，例如超新星遗迹或者脉冲星，拐折能量即对应于这个源的加速上限。也有另一种可能性，即银河系中宇宙线源存在不同种类，它们给出具有差异的宇宙线能谱，打破了传统理论模型的“平衡”，其总和给出观测到的复杂能谱结构，造成了能谱上高低起伏的复杂结构。

　　下一步，科学家将对这两种可能进行研究分析，以期有所突破。目前在超期服役阶段的“悟空”号工作状态依然良好，正在持续积累数据，未来将陆续发表更多的观测成果，特别是对不同的核素宇宙线的能谱测量结果，将为宇宙线学科发展做出新的贡献。

    来源：http://js.people.com.cn/n2/2019/0928/c360303-33398265.html