【“超高能伽马天文学”时代开启】
宇宙线探测,尤其是对其中稀少的伽马射线探测是人类探寻宇宙及其演化的重要途径。5月10日,世界海拔最高、规模最大、灵敏度最强的伽马射线探测装置——高海拔宇宙线观测站通过了国家验收。
高海拔宇宙线观测站又称“拉索”,2015年由国家发展改革委批复立项,中国科学院和四川省人民政府共建,2021年建设完成。核心科学目标是探索高能宇宙线起源以及相关的宇宙演化和高能天体活动,同时开展暗物质研究。
宇宙线是宇宙高能粒子流的总称,它就像是来自宇宙的“微观陨石”,携带着各种神秘信息抵达地球。高海拔宇宙线观测站就如同是一个巨大的“天阵”,每天能够捕获几十亿个高能宇宙线事例。
验收委员会认为,高海拔宇宙线观测站各项指标达到或优于批复的验收指标,整体性能可靠,具备长期稳定的科学运行能力。
自主创新多项关键核心技术取得突破
由于超高能量宇宙线数量稀少,伽马射线的数目更少,采用大规模探测器是唯一观测手段。为了让这只“望向深空的眼睛”视力达到最佳状态,高海拔宇宙线观测站配备了总计超过1万个探测器单元,科研人员还通过自主创新,完成了多项关键核心技术攻关。
高海拔宇宙线观测站由电磁粒子探测器、缪子探测器、水切伦科夫探测器和广角切伦科夫望远镜组成,整个阵列的探测器单元超过1万个。而每套探测器背后,都有着重大技术创新。比如首次在望远镜中大规模使用硅光电倍增管,让望远镜甚至可以在满月的晚上观测,而不被月光灼伤“眼睛”。
此外,高海拔宇宙线观测站还发展了适应4000米以上高海拔的大面积、多节点、高精度时钟同步技术,远距离同步精度提升到0.2纳秒,达到国际领先水平。同时,海量观测数据无损压缩,实现了从海子山到2000多公里外高能所实时数据传输。
目前,高海拔宇宙线观测站数据已全面开放共享,与28个天体物理研究机构进行国际合作,开展宇宙学、天文学、粒子物理学等众多领域基础研究。未来,这里也将成为以中国为主、多国参与的国际宇宙线研究中心。
【伽马天文学是什么】
伽马射线天文学是指以伽马射线研究宇宙的天文学分支。伽马射线是可穿透整个宇宙的电磁波中最高能量的波段,也是电磁波谱中波长最短的部分。
【伽马天文学有什么作用】
伽马射线可由太空中的超新星、正电子湮灭、黑洞形成、甚至是放射衰变产生。例如超新星SN 1987A就发射了来自超新星爆炸的放射性产物钴56释放的伽马射线。大多数天体释放的伽马射线一般认为并非来自放射衰变,而是和X射线天文学一样来自加速的电子、电子和正电子作用(但因为能量较高而产生伽马射线)。