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9月7日，國家空間科學數據中心與中國科學院紫金山天文臺聯合公開發布“悟空”號暗物質粒子探測衛星首批伽馬光子科學數據。空間伽馬射線觀測作為人類認識宇宙的重要手段之一，在宇宙起源、暗物質探測等科學前沿問題的研究中發揮著積極作用。
暗物質粒子探測衛星，即“悟空”號，于2015年12月17日在酒泉衛星發射中心成功發射。其主要科學目標通過在空間觀測高能電子（包括正電子）和伽馬射線能譜，來尋找暗物質粒子的存在證據，并開展宇宙射線起源及伽馬射線天文方面的相關研究。
記者從紫金山天文臺獲悉，經過五年半的平穩運行，目前“悟空”號衛星平臺、有效載荷均工作正常，已經完成全天區掃描超過11次，獲取了約107億高能宇宙射線事例，已先后獲得了宇宙線電子、質子、氦核等TeV以上能區最精確的測量結果，在暗物質間接探測和宇宙線起源方面作出了重要貢獻。
此次發布的伽馬光子科學數據主要包括光子數據文件和衛星狀態文件兩類。光子數據文件是從衛星探測到的事例數據中經過光子挑選得到的，文件主要記錄了光子數據的物理信息和GTI（好時間段）信息：物理信息包括光子到達時間、重建能量、重建方向、觸發類型等；GTI信息記錄衛星觀測模式的時間信息。衛星狀態文件主要記錄衛星的時間、位置、速度、指向和有效時間等信息。
此次公開發布的2016年1月1日至2018年12月31日的伽馬光子科學數據，共計99864個事例，與其相關的衛星狀態文件，共計1096條記錄，這些數據和文件均可通過國家空間科學數據中心或中國科學院紫金山天文臺獲取。
暗物質粒子探測衛星有效載荷由4個子探測器構成，分別為塑閃陣列探測器、硅陣列探測器、量能器、中子探測器。
其中塑閃陣列探測器主要用于測量入射粒子的電荷，并用于伽馬射線的反符合探測；硅陣列探測器主要用于測量入射粒子的方向，內部裝有鎢板將伽馬射線轉換為正負電子從而實現對其方向的精確測量，同時也可以對入射粒子的電荷進行測量；量能器主要用于測量宇宙線粒子尤其是高能電子和伽馬射線的能量，同時進行粒子鑒別，剔除高能核素（包括質子和重核）本底；中子探測器用于測量宇宙線中的強子與中子探測器上層的物質發生作用產生的次級中子，進一步剔除高能核素本底。
暗物質粒子間接探測、宇宙線物理和伽馬射線天文是“悟空”號衛星的三大科學目標，而對伽馬射線的觀測是實現其科學目標的重要手段之一。
相關專家介紹，由于伽馬光子不帶電荷，在傳播的過程中不會被磁場偏轉，可以更好地攜帶暗物質空間分布的信息，故而在暗物質間接探測研究中伽馬射線數據具有特殊的價值。暗物質粒子探測衛星的伽馬射線觀測具有極高的能量分辨率，有望更好地研究暗物質的性質。
據悉，國家空間科學數據中心與中國科學院紫金山天文臺后續還將持續發布伽馬光子科學數據，開展數據分析與應用技術及工具的研發，為公眾提供更多樣、更精細、更透明的數據共享與應用服務。（張曄 金鳳）
來源：科技日報
