中国“悟空”发现暗物质踪迹 美媒：重大突破世界惊叹

参考消息网12月1日报道 美国《科学》周刊网站11月29日刊登题为《中国的暗物质探测卫星发现诱人信号》的文章称，物理学上一个长期存在的挑战是寻找暗物质的证据。暗物质被认为构成了相当大一部分的宇宙质量，它的存在似乎与宇宙结构以及星系的形成和进化有关。但物理学家们尚未观察到这种神秘的物质。

文章称，由中国主导的一项航天科学任务的最新成果提供了有关暗物质的诱人线索——但不是明确证据。

普林斯顿大学的天体物理学家戴维·斯珀格尔说，也许更重要的是，中国首次专门用于天体物理学研究的航天器所得到的观测数据表明，这个国家即将成为航天科学界的一支力量。他说，中国现在将“为天体物理学和航天科学作出重要贡献”。

文章称，利用暗物质对可见物质的引力效应，物理学家已经推断出了暗物质的存在。但是，暗物质从未被观测到。

文章表示，通过寻找一种被称为“大质量弱相互作用粒子”（WIMP）的暗物质假想候选粒子的间接衰变信号，中国的暗物质粒子探测卫星（DAMPE）意在尝试填补这一空白。

研究人员2015年12月在位于北京以西约1600公里的戈壁沙漠上的酒泉卫星发射中心发射了这颗探测卫星。卫星上的主要仪器——一堆薄薄的、纵横交错的条状探测器——经调制后被用来观测构成宇宙射线、尤其是电子和正电子（即电子的反物质对应物）的粒子的进入方向、能量和电荷。宇宙射线源自常规的天体物理目标，例如星系中爆炸的超新星。但如果暗物质是由WIMP粒子组成的话，那么这些粒子偶尔会相互湮灭并形成电子-正电子对，它们可能会由于数目超过了预期大量存在的来自常规天体的粒子而被探测到。

文章称，在其科学观测的前530天里，DAMPE卫星探测到了超过某一能量阈值的150万个宇宙射线电子和正电子。当研究人员绘制粒子数目与能量的对应曲线时，他们原本预料会看到一根平滑的曲线。但是，以往的实验暗示这根曲线有不规则的中断。现在，DAMPE卫星证实了这种异常。

中国科学院南京紫金山天文台的项目协调负责人、天体物理学家常进说，“这可能是暗物质的证据”，但曲线的中断“也许来自另外某种宇宙射线源”。DAMPE卫星的观测结果刊登在英国《自然》周刊网站上。

文章称，还需要更多数据来证实DAMPE卫星看到的会是什么。不过在这方面有一个好消息。常进说，“我们原本预计卫星的寿命是3年”，但是鉴于卫星及其所携带的设备的正常运转，“我们现在预计它将能维持5年时间”。这将使这颗卫星能够记录超过100亿次宇宙射线事件。

紫金山天文台参与该项目的另一位天体物理学家范一中说，DAMPE卫星的观测将作为其他航天和地面观测结果的补充，从而最终澄清在不规则信号和暗物质湮灭之间是否存在联系。

DAMPE协作项目包含中科院下属的四家研究机构，包括北京的国家空间科学中心，此外参与的还有合肥的中国科技大学、日内瓦大学以及意大利巴里、莱切和佩鲁贾三地的大学。该卫星的名字“悟空”来自16世纪中国小说《西游记》中的角色美猴王。

DAMPE卫星也是中国第一枚专门用于天文学和天体物理学研究的航天器，尽管今年6月进入太空的“硬X射线调制望远镜”卫星也加入了这一行列。后者意在观测来自黑洞、中子星、活跃星系核和其他宇宙现象的X射线和伽马射线。

斯珀格尔说，即便DAMPE卫星的数据不能解开暗物质之谜，“这些观测结果将丰富我们对宇宙射线加速的了解，并将告诉我们有关超新星周围震荡波的物理过程以及脉冲星物理学的情况”。

天体物理学家常进11月27日在北京介绍“悟空”的首批成果