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“悟空”号首批伽马光子科学数据公开发布

9月7日,国家空间科学数据中心与中国科学院紫金山天文台联合公开发布“悟空”号暗物质粒子探测卫星首批伽马光子科学数据。空间伽马射线观测作为人类认识宇宙的重要手段之一,在宇宙起源、暗物质探测等科学前沿问题的研究中发挥着积极作用。

暗物质粒子探测卫星,即“悟空”号,于2015年12月17日在酒泉卫星发射中心成功发射。其主要科学目标通过在空间观测高能电子(包括正电子)和伽马射线能谱,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。

记者从紫金山天文台获悉,经过五年半的平稳运行,目前“悟空”号卫星平台、有效载荷均工作正常,已经完成全天区扫描超过11次,获取了约107亿高能宇宙射线事例,已先后获得了宇宙线电子、质子、氦核等TeV以上能区最精确的测量结果,在暗物质间接探测和宇宙线起源方面作出了重要贡献。

此次发布的伽马光子科学数据主要包括光子数据文件和卫星状态文件两类。光子数据文件是从卫星探测到的事例数据中经过光子挑选得到的,文件主要记录了光子数据的物理信息和GTI(好时间段)信息:物理信息包括光子到达时间、重建能量、重建方向、触发类型等;GTI信息记录卫星观测模式的时间信息。卫星状态文件主要记录卫星的时间、位置、速度、指向和有效时间等信息。

此次公开发布的2016年1月1日至2018年12月31日的伽马光子科学数据,共计99864个事例,与其相关的卫星状态文件,共计1096条记录,这些数据和文件均可通过国家空间科学数据中心或中国科学院紫金山天文台获取。

暗物质粒子探测卫星有效载荷由4个子探测器构成,分别为塑闪阵列探测器、硅阵列探测器、量能器、中子探测器。

其中塑闪阵列探测器主要用于测量入射粒子的电荷,并用于伽马射线的反符合探测;硅阵列探测器主要用于测量入射粒子的方向,内部装有钨板将伽马射线转换为正负电子从而实现对其方向的精确测量,同时也可以对入射粒子的电荷进行测量;量能器主要用于测量宇宙线粒子尤其是高能电子和伽马射线的能量,同时进行粒子鉴别,剔除高能核素(包括质子和重核)本底;中子探测器用于测量宇宙线中的强子与中子探测器上层的物质发生作用产生的次级中子,进一步剔除高能核素本底。

暗物质粒子间接探测、宇宙线物理和伽马射线天文是“悟空”号卫星的三大科学目标,而对伽马射线的观测是实现其科学目标的重要手段之一。

相关专家介绍,由于伽马光子不带电荷,在传播的过程中不会被磁场偏转,可以更好地携带暗物质空间分布的信息,故而在暗物质间接探测研究中伽马射线数据具有特殊的价值。暗物质粒子探测卫星的伽马射线观测具有极高的能量分辨率,有望更好地研究暗物质的性质。

据悉,国家空间科学数据中心与中国科学院紫金山天文台后续还将持续发布伽马光子科学数据,开展数据分析与应用技术及工具的研发,为公众提供更多样、更精细、更透明的数据共享与应用服务。(张晔 金凤)

来源:科技日报

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