由中国科学院紫金山天文台、中国科学技术大学、中国科学院近代物理研究所等单位研究人员组成的国际团队，基于“悟空”号暗物质粒子探测卫星（以下简称“悟空”号）观测数据，直接证实了宇宙射线加速能量极限的电荷依赖规律，并为地球附近存在“超级粒子加速器”提供了关键证据。相关研究近日在线发表于《自然》。

宇宙空间存在着大量以接近光速穿行的高能粒子流，这些粒子包括各种原子核、正负电子、高能伽马射线和中微子等，统称为宇宙射线。宇宙射线被认为起源于超新星爆炸的遗迹、高速旋转的中子星、吸积黑洞等极端天体，是研究极端条件下天体环境和物理规律的信使。然而，其起源、加速机制以及它们在宇宙空间中的传播和相互作用等基本问题至今没有确切的答案。

“悟空”号主要通过高精度观测宇宙高能粒子和辐射来研究宇宙射线的起源和传播，并间接探测暗物质粒子。该卫星迄今已在轨平稳运行超过10年，探测到约185亿个高能粒子事例。凭借覆盖能段宽、能量测量准、粒子甄别能力强的特点，它在万亿至千万亿电子伏特能区具有独特的优势。借此优势，研究团队首次精确测得了质子、氦、碳、氧和铁等5种丰度最高的宇宙射线粒子在超宽能段内的能谱，首次直接探测到它们在高能段存在共同且显著的“鼓包”状结构，且“鼓包”出现的位置与粒子电荷成正比。这一结果为20世纪60年代提出的电荷依赖加速模型提供了直接观测证据，为最终解开宇宙射线起源之谜提供了关键线索。

目前，“悟空”号卫星状态良好，将继续在轨运行并不断积累更多高质量数据。随着数据的进一步积累和分析的深入，研究团队有望取得更多重要成果，为最终揭开高能宇宙射线的起源和加速之谜作出贡献。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-026-10472-0

（原载于《中国科学报》 2026-05-08 第1版 要闻）