采用超长BGO闪烁晶体的“悟空”号卫星首批伽马光子科学数据发布

2021年9月7日，国家空间科学数据中心与中国科学院紫金山天文台联合发布了“悟空”号暗物质粒子探测卫星首批伽马光子科学数据。这些数据是“悟空”号卫星在2016年1月1日至2018年12月31日期间观测获取的伽马光子信息，包括99864个科学事例以及与其相关的1096条卫星状态记录。伽马光子数据可用于宇宙起源、暗物质探测等科学前沿问题的研究。

图1 “悟空”号伽马射线曝光图(a)和伽马光子科学数据全天计数图(b)

“悟空”号卫星作为空间科学先导专项(一期)首发星，于2015年12月17日在酒泉卫星发射中心成功发射。其主要科学目标是通过在空间观测高能电子(包括正电子)和伽马射线能谱，寻找暗物质粒子的存在证据，并开展宇宙射线起源及伽马射线天文学方面的相关研究。经过五年半的平稳运行，目前卫星平台、有效载荷均工作正常，已经完成全天区扫描超过11次，捕捉到约107亿高能宇宙射线事例，获得了宇宙线电子、质子、氦核等TeV以上能区最精确的测量结果。

图2 “悟空”号有效载荷结构示意图(a)和批量制备的600 mm超长BGO晶体(b)

作为 “悟空”号卫星的有效载荷(见图2(a))中最重要的伽马光子探测器，BGO量能器主要用于测量宇宙线粒子尤其是高能电子和伽马射线的能量，同时进行粒子鉴别，剔除高能核素(包括质子和重核)本底。该量能器采用了中国科学院上海硅酸盐研究所独家研制的308根600 mm超长的BGO闪烁晶体(见图2(b))，晶体约占卫星有效载荷总重的58%，是与伽马光子直接作用的媒介，对科学数据的获取起到关键作用。……