【明報專訊】中國暗物質粒子探測衛星「悟空」的首批科技成果30日正式發布，當中「悟空」在太空中所測量到於約1.4TeV(萬億電子伏特)處發現了異常的尖銳能譜精細結構，或有助揭開暗物質的神秘面紗。一旦該處異常的能譜精細結構其後得到確證，這將成粒子物理或天體物理領域的開創性發現。

暗物質存而難測　成科學界難題

據了解，暗物質和暗能量為宇宙最主要的組成部分，佔去了逾95%的宇宙密度。但由於暗物質既不發光，也不反射光及吸收光，且幾乎不發出任何波段的電磁輻射，因此科學家僅能知道它們存在，而無法探測到它們。

目前，科學界尋找暗物質的方法主要是透過加速器、地下直接探測、太空間接探測這3種方式，而中國這次的暗物質粒子探測衛星「悟空」則屬於第3種。雖然暗物質本身為不可見，但由於其湮滅或者衰變時會產生探測得到的粒子，「悟空」透過這些粒子，以探測看不見的暗物質粒子的存在，因而被稱為太空間接探測法。

據暗物質衛星首席科學家、紫金山天文台副台長常進介紹，「悟空」在升空前曾在網上進行徵名。團隊最終選定「悟空」這個名字是因為希望可透過「悟空」的「火眼金睛」，能夠找到暗物質這個「妖魔鬼怪」。而「悟空」的英文名字為Dark Matter Particle Explorer，簡稱DAMPE。

相比起外國的太空探測設備，如美國費米衛星和丁肇中先生領導的阿爾法磁譜儀，「悟空」的電子宇宙射線的能量測量範圍有顯著提高。

「悟空」太空運作近兩年獲重要發現

而自2015年底發射的「悟空」已在太空運行了接近兩年的時間，其間共蒐集了約28億高能宇宙射線，其中包含約150萬25GeV(10億電子伏特)以上的電子宇宙射線，而這些數據亦讓科研人員成功獲取目前國際上最精確的電子宇宙射線探測結果。

當中，「悟空」首次直接測量到電子宇宙射線能譜在~1TeV處的拐折，這反映出宇宙中高能電子輻射源的典型加速能力，其精確的下降行為對於判定部分能量低於1TeV電子宇宙射線是否來自於暗物質起了關鍵性作用。更令人驚喜的是，「悟空」的數據亦初步顯示在~1.4TeV處存在異常尖銳的能譜精細結構，這是以往從未有人預測到的現象。

據中國科學院大學常務副校長吳岳良解讀，除非有新的機制，否則目前的天體物理將不能為這新檢測到的尖銳能譜精細結構提供合適選項，也就是說這個異常的尖銳能譜精細結構可能給暗物質的存在提供了新的證據。

而暗物質衛星科學應用系統副總師、紫金山天文台研究員范一中亦表示，「悟空」需要更多時間去排除數據波動的影響以分析這個異常尖銳的能譜精細結構。

不過如果這個異常其後得到確認，這將是能量非常高的粒子，其速度只比光速慢十萬億分之一，且距離地球很近。