长三角城市网讯 2017年10月16日,南京紫金山天文台对外发布一项重大发现,我国南极巡天望远镜追踪探测到首例引力波事件光学信号。紫台的这一重大发现被国际权威学术期刊《自然》于北京时间11月30日在线发布。1916年,爱因斯坦广义相对论预言了引力波的存在,但直到2015年人类才首次探测到引力波。这一重大发现标志着中国为全面理解该引力波事件和引力波闪的物理机制做出了重要贡献。
正像人们一直生活在空气中却看不见空气一样,银河系中充满暗物质,地球就如同在暗物质粒子的海洋中穿行,但它们是什么却是世纪之谜。2015年12月,作为我国首颗天文卫星、紫台牵头研制的暗物质粒子探测卫星“悟空”在酒泉卫星发射基地成功发射,它的任务就是在浩渺的太空中捕捉暗物质。
紫台台长杨戟介绍,近两年的探索,“悟空”成功获得了1万亿电子伏特以上目前国际上最精确的电子宇宙射线探测结果,不仅能量测量最准、电子“纯净”程度最高,而且首次直接测量到电子宇宙射线能谱的一处拐折,并初步发现一处精细结构,很可能与暗物质或新奇天体相关。目前,卫星仍在轨运行,有望通过进一步研究催生重大、开创性科学发现。这一现象是否就是科学家苦苦追寻的暗物质踪迹?记者了解到,根据现有的探测数据量和理论模型,目前还无法做出断定。但这一疑似暗物质的踪迹,是近年来科学家离暗物质最近的一次重大发现,也将打开人类观测宇宙的一扇新窗口。中科院院长白春礼说,如果后续研究证实这一发现与暗物质相关,将是一项具有划时代意义的科学成果,即便与暗物质无关,也可能带来对现有科学理论的突破。
暗物质粒子探测卫星的科学思想和探测技术来自于紫金山天文台常进研究员。常进介绍,“悟空”采用了紫台研究人员自主提出的分辨粒子种类的新探测技术方法,在“高能电子、伽马射线的能量测量准确度”以及“区分不同种类粒子的本领”这两项关键技术指标方面世界领先,尤其适合寻找暗物质粒子湮灭过程产生的一些非常尖锐的能谱信号。
据介绍,“悟空”上天后,各项性能工作正常。在它530个日夜的记录下,科学家终于发现了一些此前从未预测到的迹象:电子宇宙线能谱在1.4万亿电子伏处出现了一个尖峰。科学家们推测,这种异常来自于宇宙中“质量为1.4万亿电子伏左右的新物理粒子”。它可能就是长期以来寻找的暗物质;或是某种奇特的天体,它能加速出单一能量的高能电子。针对此次“悟空”所获得的数据,研究人员将其与另外两个卫星获得的数据进行对比发现,“悟空”在低能段获取的数据与已有实验数据较为吻合,在精度上也有了很大的提高。“保守估计,明年底后年初一定会有更加确定的结果。”去年11月,常进在紫台举行的科学报告会上说。 本报记者 毛庆