中国科学院紫金山天文台领衔的科研团队依托“悟空”号暗物质粒子探测卫星的大量探测数据，近期取得新成果，首次发现宇宙射线加速能量极限的电荷依赖规律。相关成果对揭开宇宙射线起源之谜具有重要意义，已于 4 月 29 日（昨日）在国际学术期刊《自然》发表。

宇宙射线简单来说就是宇宙空间里以接近光速飞行的高能粒子流，其中包含各类原子核、正负电子等粒子。这些宇宙射线来自超新星爆发、中子星，以及黑洞等极端天体，能帮人类探索极端环境下的物理规律，但是长期以来人类对宇宙射线的起源等问题一直没有找到确切答案。

而我国领衔的国际科研团队依托“悟空”号强大的探测能力，精确测量出了质子、氦、碳、氧、铁这 5 种宇宙射线中最常见粒子的能量分布，首次直接观测到它们在高能段都出现了一致的“鼓包”结构。其中，碳、氧、铁三种粒子的最高有效测量能量，比以往提升了近 10 倍。

通过进一步研究，团队发现这个特殊“鼓包”出现的位置与粒子的电荷成正比。结合多项观测数据综合分析，科研团队得出结论：在地球附近，存在一个近距离的宇宙射线加速源，粒子能谱上的“鼓包”，就是这个源加速粒子的能力上限。这也直接证明，宇宙射线源加速粒子的能量上限，和粒子电荷成正比。

暗物质粒子探测卫星（英文简称 DAMPE）“悟空”号是我国首颗空间天文卫星，已在轨平稳运行超 10 年。它计划通过在空间观测高能电子（包括正电子）和伽玛射线能谱，来寻找暗物质粒子的存在证据，并开展宇宙射线起源及伽马射线天文方面的相关研究。

“悟空”号的核心科学目标除了通过对电子宇宙线和伽马射线的观测来间接探测暗物质粒子，还包括通过探测宇宙线核素粒子来研究宇宙线的加速和传播机制。

值得一提的是，“悟空”号与国际上其他类似探测设备相比，其覆盖能段宽、能量测量准、粒子鉴别强，具备优异的电荷分辨本领，可对高能宇宙线核素粒子进行高精度鉴别。