中国暗物质探测粒子卫星“悟空”号介绍
新华社南京12月17日电 题:“悟空”遨游太空一年,找到了啥?
新华社记者蔡玉高、蒋芳、王珏玢
17日,一只“猴子”在茫茫宇宙中迎来一周岁生日。
作为中国科学卫星系列的首发星——暗物质粒子探测卫星“悟空”发射升空整整一年。“悟空”身体健康吗?工作业绩怎么样?科学目标实现了多少?找到暗物质存在的证据了吗?第一批科学结果何时向全世界公布?
新华社记者帮你揭秘。
猴年“猴赛雷”,年度考评获“双优”
17日上午九点半,紫金山天文台暗物质卫星监控大厅中,一个三层高的暗物质卫星主题蛋糕吸引了大家的目光,一群科学家为平稳运行一年的暗物质卫星“悟空”开了一场“生日宴会”。
庆生之际,这只太空“猴子”也获得了年度考评双优的佳绩。15日至16日在南京举行的“悟空”升空一周年学术年会上,所有参会的中外暗物质研究专家都给“悟空”的表现打了100分。
——“悟空”体检。4个有效载荷中,塑料闪烁体、BGO量能器、中子探测器都100%正常工作,硅径迹探测器99.85%正常工作,也大幅度优于原定的97.5%的指标。结论:100分。
——“悟空”工作业绩。在粒子的电荷测量、能量测量、方向测量、粒子鉴别等方面都取得了重要进展,全面实现或超过了设计指标。迄今已完成全天区覆盖两次,共探测有效事例18亿个。结论:等级“优秀”。
“天性奔放的‘悟空’,上了天比在地上更‘精神’。”科学家们总结。
中科院暗物质项目监理组给出的结论是:“我们从项目启动就从第三方视角对该工程进行监理。卫星工程取得了圆满成功,目前卫星在轨运行正常,有效载荷工作稳定,科学团队在紫金山天文台副台长、暗物质粒子探测卫星首席科学家常进的带领下,以科学态度兢兢业业、踏实工作,希望再接再厉,争取在该领域取得突破。”
“高分辨率的观测效果‘比预想更好’。”日内瓦大学教授吴欣说,“7万多路探测粒子信道目前工作正常,备用的器件都没有用上,设计寿命3年,期望运行5到10年。同时,收集到目标粒子越来越多,绘制的能谱越来越稳定,有望早日取得突破性发现。”
意大利佩鲁贾大学博士乔万尼·安布罗西说:“‘悟空’是中国的首颗空间高能粒子探测卫星,也是中国的首颗空间科学卫星。我们很高兴看到它运行状况优异,且数据分析取得重要进展。”
意大利萨兰托大学教授伊万·德米特里教授说:“‘悟空’已经顺利地运行一年,数据的质量很好。我们将继续努力,争取在宇宙线数据分析方面做出重要贡献。”
而对于照料悟空“起居”的卫星监控团队来说,值班流程的不断简化,是小“猴子”健康成长的直接体现。
“上天初期,每天两班人马轮番上阵,出现问题第一时间处理;如今,不正常的情况相当罕见,只要办公室有人在就可以代为查看。”暗物质卫星科学应用系统总设计师伍健说。
尽管如此,大家也不敢懈怠,仍在不断优化在轨标定的方案,以尽量短的时间实现对探测器各子探测器的可靠标定,并充分利用这些数据加快对物理事例重建软件的研发。
前方高能!能谱、“天图”日益清晰
“前方高能——”“悟空”几乎每天都太空中大喊。这是因为,超高能电子是“悟空”的主要“目标”。
据统计,从其一年捕获的18亿个粒子中,5GEV到10TEV区间的高能电子数量已经达到100万个。“超高能电子”为何至关重要?因为它们可能来自于暗物质湮灭。
“挑出有用的电子好比在地球上寻找一种具有特征的人,目前看来,‘悟空’挑得稳准狠!”常进解释说,挑选的过程当然不轻松,“悟空”每天传送回来500万个粒子信息,其中只有0.1%是有用的电子,光子的数量还要少很多。因此,要想研究电子和光子的分布,必须剔除其中99%以上的质子等宇宙线核素的信息。
高分辨率的观测效果“比预想更好”,除了体现在不断积累“超高能电子”,还体现在用一年时间完成的一张全天伽马射线图。这是国际上仅有的3幅GEV辐射天图之一。