暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星”悟空”獲得迄今最精確高能電子宇宙線能譜

中國(guó)科學(xué)院空間科學(xué)戰(zhàn)略性先導(dǎo)專(zhuān)項(xiàng)的首發(fā)星“暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星（DAMPE）”“悟空”取得首批科學(xué)成果；利用“悟空”采集到的數(shù)據(jù)，科研人員獲得了世界上迄今最精確的高能電子宇宙線能譜；研究成果發(fā)表于《自然》?！拔蚩铡庇?015年12月17日發(fā)射成功，在軌運(yùn)行的前530天共采集了約28億顆高能宇宙射線，其中包含約150萬(wàn)顆25GeV以上的電子宇宙射線。“悟空”的電子宇宙射線的能量測(cè)量范圍比國(guó)外的空間探測(cè)設(shè)備有顯著提高?！拔蚩铡痹凇案吣茈娮?、伽馬射線的能量測(cè)量準(zhǔn)確度”以及“區(qū)分不同種類(lèi)粒子的本領(lǐng)”這兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)方面世界領(lǐng)先，尤其適合尋找暗物質(zhì)粒子湮滅過(guò)程產(chǎn)生的一些非常尖銳的能譜信號(hào)。

獲得的高精度宇宙射線電子能譜

悟空”在軌示意圖

新型恒星爆發(fā)

中國(guó)科學(xué)院云南天文臺(tái)雙星與變星研究團(tuán)組對(duì)一顆奇特的密近雙星J162117進(jìn)行觀測(cè)分析研究，發(fā)現(xiàn)了一種新型的恒星爆發(fā)，這類(lèi)爆發(fā)由白矮星的突發(fā)式吸積引起，這種突發(fā)式的吸積又與伴星的磁活動(dòng)相關(guān)聯(lián)，相關(guān)論文發(fā)表于The Astrophysical Journal。J162117是一個(gè)由國(guó)際巡天發(fā)現(xiàn)的短周期密近雙星系統(tǒng)，兩顆子星相互繞轉(zhuǎn)一周的時(shí)間約為5小時(shí)。通過(guò)數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)K型伴星磁活動(dòng)與這次恒星爆發(fā)密切相關(guān)。當(dāng)雙星處于寧?kù)o態(tài)時(shí)，伴星表面靠近內(nèi)拉格朗日點(diǎn)（L1）附近聚集了大量的黑子，從而切斷了次星向白矮星的物質(zhì)轉(zhuǎn)移。當(dāng)L1周?chē)暮谧酉Ш螅镔|(zhì)轉(zhuǎn)移開(kāi)始，并被吸積到白矮星表面，從而引起爆發(fā)。

利用磁流體模擬預(yù)測(cè)超新星遺跡全貌

國(guó)家天文臺(tái)研究人員田文武等與科學(xué)家合作，利用磁流體模擬成功解釋了一個(gè)超新星遺跡的射電演化，同時(shí)預(yù)言其存在未被發(fā)現(xiàn)的殼層，而后續(xù)對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)的處理發(fā)現(xiàn)該預(yù)言的正確性，相關(guān)論文發(fā)表于《天體物理雜志》。超新星遺跡是超新星爆發(fā)后與周?chē)请H介質(zhì)相互作用的產(chǎn)物，其演化過(guò)程不僅與前身星的性質(zhì)密切相關(guān)，也受到周?chē)请H氣體和磁場(chǎng)分布的巨大影響。該研究著眼于已經(jīng)有充分觀測(cè)結(jié)果的超新星遺跡W51C，演化結(jié)果顯示W(wǎng)51C應(yīng)該有另外一個(gè)未被發(fā)現(xiàn)的殼層與電離氫區(qū)W51A在視線方向上重合。W51A方向上在射電波段有明顯的偏振輻射，這不是電離氫區(qū)能產(chǎn)生的。

銀河系核球區(qū)高速度恒星的起源

中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)沈俊太研究員課題組牽頭的國(guó)際團(tuán)隊(duì)對(duì)銀河系核球區(qū)恒星的速度分布和化學(xué)組成進(jìn)行了研究，探尋核球區(qū)高速度恒星的起源，相關(guān)論文發(fā)表于《天體物理雜志》。該研究使用了APOGEE項(xiàng)目的數(shù)據(jù)。作為斯隆數(shù)字巡天四期（SDSS IV）的3個(gè)項(xiàng)目之一，APOGEE利用高分辨率高信噪比的紅外光譜儀對(duì)銀河系的恒星進(jìn)行觀測(cè)，受星際塵埃消光的影響比較小。APOGEE觀測(cè)了約十萬(wàn)顆紅巨星，巡天范圍覆蓋了核球／棒、銀盤(pán)和銀暈區(qū)域，不僅提供了這些恒星精確的視向速度、表面重力加速度和有效溫度等恒星參數(shù)，還提供了15種化學(xué)元素的含量，幫助天文學(xué)家們深入地刻畫(huà)銀河系的動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)以及化學(xué)演化歷史。

強(qiáng)磁場(chǎng)下紅外光譜研究鐵基超導(dǎo)母體中狄拉克費(fèi)米子研究進(jìn)展

中科院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國(guó)家研究中心極端條件物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室諶志國(guó)研究員與國(guó)內(nèi)外科學(xué)家合作，利用強(qiáng)磁場(chǎng)下紅外光譜研究了鐵砷超導(dǎo)母體AFe2As2(A=Ba,Sr)反鐵磁體態(tài)朗道能級(jí)間躍遷的光學(xué)響，研究成果發(fā)表于《物理學(xué)評(píng)論快報(bào)》。凝聚態(tài)物質(zhì)中的無(wú)質(zhì)量狄拉克（Dirac）費(fèi)米子是一類(lèi)能量與動(dòng)量呈線性關(guān)系，且其導(dǎo)帶和價(jià)帶在動(dòng)量空間某點(diǎn)能量簡(jiǎn)并的準(zhǔn)粒子。由于其對(duì)于諸多量子現(xiàn)象的產(chǎn)生起關(guān)鍵作用，因此在凝聚態(tài)物質(zhì)中尋找無(wú)質(zhì)量狄拉克費(fèi)米子是目前凝聚態(tài)物理研究最活躍的領(lǐng)域之一。該研究在鐵砷超導(dǎo)母體中觀察到二維無(wú)質(zhì)量狄拉克費(fèi)米子支持鐵砷超導(dǎo)母體中的狄拉克點(diǎn)受到拓?fù)浔Ｗo(hù)。

鐵砷超導(dǎo)母體的磁—光響應(yīng)

帶間朗道能級(jí)躍遷能量線等

彗星C/2013 US10的OH吸收線被探測(cè)

中科新疆天文臺(tái)星系宇宙學(xué)團(tuán)組王震等利用65米射電望遠(yuǎn)鏡L波段觀測(cè)C/2013 US10彗星時(shí)，在一顆彗星的揮發(fā)氣體中同時(shí)探測(cè)到1667/1665MHz兩條羥基吸收線，研究論文發(fā)表于The Astrophysical Journal。奧爾特云區(qū)的彗星C/2013 US10 Catalina距離太陽(yáng)約10萬(wàn)天文單位，包含較為豐富的太陽(yáng)系星云原始遺跡物質(zhì)；其軌道離心率略大于1，雙曲線軌道；于2015年11～12月距離太陽(yáng)約0.8天文單位飛掠太陽(yáng)，距離地心約1.7個(gè)天文單位臨近地球；在太陽(yáng)的紫外輻射、動(dòng)力學(xué)能量傳輸機(jī)制和光化學(xué)作用下，彗核表層的冰凍物質(zhì)升華為氣態(tài)，彗星亮度達(dá)到4.7星等。

M型恒星活動(dòng)性時(shí)間和空間演化規(guī)律

中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)劉繼峰研究員等，利用LAMOST和Kepler的數(shù)據(jù)，揭示了M型恒星耀發(fā)與其自轉(zhuǎn)周期的三段式關(guān)系，以及其色球?qū)雍凸馇驅(qū)拥哪芰酷尫抨P(guān)系，研究論文發(fā)表于The Astrophysical Journal。在高分辨率測(cè)光衛(wèi)星Kepler正式運(yùn)行前，人們對(duì)恒星活動(dòng)性的研究主要是使用光譜的發(fā)射線，自轉(zhuǎn)周期或X射線光度等來(lái)粗略表征。但對(duì)于活動(dòng)性更直接的事件——耀發(fā)，知之甚少。通過(guò)對(duì)540個(gè)M型恒星的超過(guò)十萬(wàn)個(gè)白光耀發(fā)事件的研究，發(fā)現(xiàn)其耀發(fā)活動(dòng)性與周期呈現(xiàn)三段式的關(guān)系，即超級(jí)飽和、飽和、指數(shù)衰減階段。通過(guò)比較耀發(fā)能量、周期、發(fā)射線等，發(fā)現(xiàn)自轉(zhuǎn)周期10天可以作為恒星活動(dòng)與不活動(dòng)的邊界條件。

大質(zhì)量恒星誕生中物質(zhì)聚積過(guò)程

中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)南美觀測(cè)站李金增研究員帶領(lǐng)的國(guó)際團(tuán)隊(duì)，揭示了大質(zhì)量恒星誕生過(guò)程中物質(zhì)從分子云到原恒星聚積的完備圖景，相關(guān)論文發(fā)表于The Astrophysical Journal。作為宇宙空間中電離輻射和重金屬元素的主要貢獻(xiàn)者，大質(zhì)量恒星在星際介質(zhì)物理與化學(xué)演化、星團(tuán)與星系形成和演化中扮演重要角色。主流大質(zhì)量恒星形成模型提供了兩種不同的圖景，“單體吸積模型”和“競(jìng)爭(zhēng)吸積模型”。在分子云尺度發(fā)現(xiàn)物質(zhì)正沿纖維狀結(jié)構(gòu)向中心致密團(tuán)塊流動(dòng)，同時(shí)中心致密團(tuán)塊亦在整體坍縮向更深處的分子云核輸送物質(zhì)，而嵌埋在分子云核中的大質(zhì)量原恒星也在不斷吸積氣體增長(zhǎng)質(zhì)量。