“悟空”的“神通”在哪里?它的工作原理是:通过探测宇宙中高能粒子的方向、能量以及电荷大小来间接寻找和研究暗物质粒子。
在对高能电子和光子的测量方面,它的三大本领是:最高的能量分辨率,最宽的能量范围,最好的本底抑制能力。本底抑制,就是把观测到的信号与大量的宇宙射线区别开来,降低宇宙射线背景。这三个物理指标上, “悟空”达到了世界领先水平。在这样的技术优势下,“悟空”的研制费用仅是美国FERMI望远镜和阿尔法磁谱仪的1/7和1/20。
“悟空”这次执行任务计划工作3年,有望在轨工作5年。它将围绕地球旋转,四层科学探测器将面朝太空,全面接受来自宇宙四面八方的高能电子和伽马射线。这相当于科学家在宇宙中放置了一台“除去大气层面纱”的“超高清望远镜”。
“悟空”每天接收的数据大约是16G,所有收集到的科学数据将完整保存,并实时传回地面。一旦用这些原始数据勾勒出的“伽马射线能谱”反映出谱线极段等特征信号,科学家就获得了暗物质粒子存在的强有力证据。
像在《西游记》里一样,“悟空”也将进入一个未知的旅程。暗物质卫星首席科学家、中国科学院紫金山天文台副台长常进说:“暗物质的物理性质还没有弄清楚,没有人能百分之百保证卫星一定能找到暗物质。但只要它工作正常,就为我们打开了一扇新窗口。”
暗物质是一项纯基础科学研究,如果“悟空”有所发现,将会改变什么?
“不好说有什么具体的应用,但是会极大地改变我们对世界的认识。”紫金山天文台助理研究员冯磊说,“毕竟,我们现在对占宇宙百分之二十七的暗物质是一无所知的。”
像“悟空”一样对宇宙探测拥有“火眼金睛”的,还有2017年6月15日发射升空的我国首颗X射线空间天文卫星“慧眼”号。
“慧眼”全称“硬X射线调制望远镜卫星”(HXMT),装载高能、中能、低能X射线望远镜和空间环境监测器等4个探测有效载荷。在4年中,它将不间断地监控各类天体的一举一动,帮助人类进一步揭开宇宙的神秘面纱。它也改写了我国在空间高能天体物理领域没有自主数据的历史。
“‘慧眼’能观测黑洞和中子星附近物质变化的情况,通过观测它们的X射线辐射,研究我们在地球实验室环境里无法研究的科学规律。”该卫星首席科学家、中国科学院粒子天体物理重点实验室主任张双南介绍。
宇宙中,脉冲星、伽马射线暴、超新星遗迹、黑洞等天体活动,都是以发射X射线为表征,如果能接收到这些射线加以分析,就能勾画出这些天体的轮廓,甚至能一窥黑洞的奥秘,这对人类探索太空具有重要意义。
“慧眼”是世界上探测覆盖范围最广的天文望远镜之一,可以进行全谱段观测,不仅可以将宇宙事件从发生、发展到结束全过程的壮丽景象尽收眼底,还能看到这些景象出现时的时

