北京时辰2026年4月29日晚，《天然》杂志在线发表了“悟空”号暗物资粒子探伤卫星天地射线不雅测新成果，发现质子、氦、碳、氧、铁等5种原子核存在长入的软化拐折（指粒子能谱斜率变得更陡）结构，且拐折的能量正比于粒子电荷，并以>99.999%的高置信度舍弃了另一类鄙俚盘问的拐折正比于质料的模子，对阐述天地射线发讲理加快提供紧迫不雅测凭据。
“悟空”号不雅测到5种粒子长入能谱拐折结构暗意图 | 图源：暗物资卫星技俩组
天地射线的能谱
天地射线是鄙俚存在于天地空间的高能粒子，它们是不雅察天地的经典信使之一，佩戴着顶点环境下天体和物理规章的紧迫信息。天地射线被发现以来已有越过百年的历史，它们的发祥天体、加快机制和传播经过尚不明晰。天地射线的数量随能量的关系称为能谱，是议论其关系物理的重要不雅测量。
天地射线的能谱大体呈现负幂律样貌，即跟着能量的升高，粒子数量以能量的幂次函数样貌下跌，幂指数约-2.7。这一成果也对恩里克·费米于1949年建议的统计加快表面提供了扶持：费米预言带电粒子被通顺的磁化云块加快的经过不错天然地产生一个负幂律能谱。
天地射线全粒子能谱丨图源：S. Swordy， University of Chicago
然则，仔细地测量粒子能谱，荒谬是不同种类的粒子能谱，东说念主们发现天地射线的能谱远不啻负幂律谱这么简便，而是体现出各式结构，有的雷同东说念主的膝盖（即能谱斜率变陡）、有的雷同脚踝（斜率变缓），东说念主们也因此以“膝”、“踝”等定名这些结构。这些结构蕴含关联于天地射线发祥、加快、传播等物理经过的紧迫信息，因此亦然天地射线议论的重中之重。
“悟空”卫星十年巡天揭示长入拐折新结构
“悟空”号暗物资粒子探伤卫星是一个专用的高能天地射线探伤器，其主要科学方针即是通过测量各式天地射线的能谱和意见漫步等议论天地射线物理并转折探伤暗物资粒子。“悟空”卫星于2015年12月17日辐射，已踏确凿轨运转越过10年。
天地射线粒子的品貌和其加快源或者传播经过密切关系。其中高品貌的元素被觉得主要来自源的加快经过，称作低级天地射线。相应地有一些相对品貌较低的元素，如锂、铍、硼等则主要来夸口核在传播经过中的交加，被称为次级天地射线。讹诈“悟空”卫星前9年的不雅测数据，议论团队精准测量了天地射线中相对品貌较高的5种原子核的能谱，它们是质子、氦核、碳核、氧核和铁核。议论发现这5种粒子的能谱均存在至极雷同的先“硬化”后“软化”的看成，世界杯比赛买输赢(中国)2026最新官方网站看起来就像是平滑的能谱上出现了一个“饱读包”结构。
进一步分析发现，这5种粒子的“饱读包”出现的能量很好地正比于粒子电荷，而不是质料。这意味着变成“饱读包”的原因很可能和粒子在磁场中的通顺经过关系，即加快或传播效应，而不是和交加等相互作用经过关系。
“悟空”卫星测得的5种天地射线能谱 丨图源：Nature
支配加快源的钤记
产生这一能谱结构的原因可能有多种，比如两类加快上限不同的天地射线源重叠不错变成雷同拐折结构，抑或不同能段天地射线存在不相似的传播效应也可产生能谱拐折。而最为合理的一种解说是一个支配地球的加快源重叠在星河系大齐布景源变成的平滑能谱之上，从而产生一个“饱读包”状结构。这个支配源的能谱有别于布景源，其幼稚段由于尚未传播到地球而出现流量压低，高能段由于加快才能极限也存在压低，从而天然地在“饱读包”所在的能量处达到“峰值”。
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布景源和支配源重叠而变成“饱读包”结构丨图源：Nature
扶持这一模子的另一凭据来自于天地射线大程序各向异性的不雅测成果。天地射线在磁场中偏转使其底本的意见已基本丧失殆尽，但统计来看存在着幽微的各向异性，在“悟空”号的能段各向异性进度在万分之一到千分之一的水平，反应了天地射线源漫步非均匀所导致的密度梯度漫步。不雅测的各向异性地点在约100太电子伏（1017 eV）能量处出现瞬息的翻转，高能的天地射线各向异性由星河系中心意见指向反银心的意见，而幼稚段的各向异性意见差了近180度。这一支配源重叠布景源的模子碰巧不错很天然地解说这一翻转无礼。同期，各向异性的幅度随能量的变化关系也不错在该模子中赢得解说。简便地说，不雅测上看到的能谱“饱读包”来自这两个要素的代数和，而各向异性的翻转来自这两个要素的矢量和。
大程序各向异性的幅度和相位随能量的演化丨 图源：Nature
支配源是什么天体？
通过对不雅测数据的拟合，不错冒失赢得该支配源的物感性质：其距离大要为1千光年，年级约30万年，所处地点为背离星河系中心的意见。碰巧有一个天体允洽这些条目，这即是杰敏卡伽马射线源(Geminga)。它是一颗亮堂的高能伽马射线脉冲星，位于双子座，由大要30万年前的一次超新星爆炸所变成。超新星爆炸变成的遗址天然今天已简直消释，但它加快出的天地射线粒子却在咱们的探伤器中留住了显然的钤记。天然这一成果还仅仅科学家的预计，但愿往时“悟空”号和其他多波段不雅测要道不错进一步裸露Geminga和地球上不雅测到的天地射线能谱特征的关系，为寻找到天地射线的确凿源泉一槌定音。
根据钱德拉卫星不雅测阵势的Geminga脉冲星艺术图丨图源：NASA/Nahks TrEhnl
开首：中国科学院紫金山天文台
剪辑：测不准的小阳
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