天文大事件年终盘点：悟空获得精度最高的高能宇宙射线电子能谱

土卫二、系外行星，都是由普通物质构成的。而普通物质在宇宙所占的成分比例不到5%，有约27%的成分是暗物质，占比最大的是暗能量。暗物质和暗能量，也是深受大众关注的。今年，中国的悟空暗物质卫星在暗物质研究方面获得的进展着实让全民欢呼了。

暗物质，顾名思义，是“暗”的，既不发光，也不反射光，还不吸收光，几乎不与普通物质发生相互作用。星系团和星系的旋转速度曲线、星系团的X射线观测、引力透镜等观测也表明暗物质的存在。但暗物质是什么，目前还不清楚。探测到暗物质，无疑对于我们认识宇宙有着重要的意义。

为了探测暗物质，天文学家们七十二般武器都用上，“上天入地对撞”。 “上天”指发射空间高能粒子探测器，探测暗物质湮灭或衰变产生的粒子，例如正负电子、正反质子、伽马光子等，通过研究它们的能谱来反推暗物质的探测与否。之所以要“上天”探测，是因为暗物质湮灭或衰变产生的这些粒子无法穿过地球大气层。

“悟空”卫星运用的方法便是“上天”，去探测高能电子的能谱，也就是看看不同能量范围有多少电子。假设电子的能量比喻成人的身高，来了一群高矮不同的人，你看看2米、1米八、1米六等身高的人数，电子的能量分布就类似于这群人的身高分布。由于暗物质粒子湮灭或者衰变时产生的信号很微弱，所以“上天”的悟空做到了“看得清、测得准”。

这一次科学团队发布的成果是“获得了高能电子宇宙射线能谱”，基于530天的数据，从28亿个高能粒子里面选出了150万个高能电子，它观测的能段从25个GeV（1GeV=10亿电子伏）到5个TeV。

“悟空”获得的高能电子宇宙射线能谱有两个有意思的特征：1) 电子能谱在大约0.9TeV能量处呈现出一个拐折，澄清了TeV电子的能谱行为，为判断TeV以下的部分高能电子宇宙射线是否来自于暗物质湮灭提供了关键性的数据。2)在能量约1.4TeV处发现一个尖峰状精细结构。该特征则是之前所有人都没有预期到的新现象，“悟空”号率先观测到的，之前的所有实验中都没有看到类似现象。这意味着可能在宇宙空间中存在质量约1.4 TeV的新粒子，或许就是人们长期以来苦苦搜寻的暗物质粒子。当然还有一种可能是源于脉冲星的极端相对论正负电子对风的贡献。

悟空目前还正当年，未来会收集到更多的数据，分析的结果也更具说服力。让我们拭目以待