中新網(wǎng)南京3月17日電 (記者 徐珊珊)中新網(wǎng)記者17日從中國科學(xué)院紫金山天文臺獲悉，暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星“悟空”號國際合作組近日利用衛(wèi)星前8年觀測數(shù)據(jù)，精確測量了8次正負(fù)電子福布斯下降效應(yīng)，首次統(tǒng)計(jì)性揭示正負(fù)電子流量在下降及恢復(fù)階段的行為特性，并發(fā)現(xiàn)其與日冕物質(zhì)拋射物理參數(shù)存在關(guān)聯(lián)。相關(guān)研究成果發(fā)表在《物理評論快報(bào)》。

太陽活動對行星際空間環(huán)境有重要影響。當(dāng)太陽“打噴嚏”——發(fā)生日冕物質(zhì)拋射時(shí)，拋射出的等離子體云及其攜帶的磁場會顯著改變行星際空間磁環(huán)境，從而影響宇宙線的傳播。其中一類主要效應(yīng)是地球上觀測到的宇宙線流量出現(xiàn)數(shù)天至數(shù)周的下降后逐步恢復(fù)，該現(xiàn)象被稱為福布斯下降。

目前，對福布斯下降的觀測一般依靠地面中子探測器，主要探測宇宙線中的強(qiáng)子組分，但能量分辨率不高。因此，通過空間實(shí)驗(yàn)直接觀測不同種類粒子的福布斯下降對于全面理解該效應(yīng)至關(guān)重要。

“悟空”號衛(wèi)星具有能量分辨率高、粒子鑒別本領(lǐng)強(qiáng)、有效接受度大等優(yōu)勢，在正負(fù)電子空間觀測中表現(xiàn)突出。利用2016年至2024年的觀測數(shù)據(jù)，研究團(tuán)隊(duì)證認(rèn)出8次正負(fù)電子福布斯下降事件，并精確測量了這些事件中正負(fù)電子流量的變化，刻畫出不同能量正負(fù)電子流量下降幅度和恢復(fù)時(shí)間的能量依賴特性。

研究發(fā)現(xiàn)，宇宙線在經(jīng)歷太陽“噴嚏”擾動后，其恢復(fù)時(shí)間隨能量變化呈現(xiàn)出兩類截然不同的行為：一類顯著依賴能量，另一類則與能量無關(guān)。進(jìn)一步分析顯示，這些行為與日冕物質(zhì)拋射的物理參數(shù)密切相關(guān)。研究團(tuán)隊(duì)利用宇宙線在日球?qū)觾?nèi)傳播的數(shù)值模擬定量地重現(xiàn)了觀測結(jié)果，驗(yàn)證了上述物理關(guān)聯(lián)。

該研究首次給出福布斯下降效應(yīng)的恢復(fù)時(shí)間對能量依賴性的物理解釋，為理解太陽“噴嚏”如何影響宇宙線傳播提供了關(guān)鍵線索，對深入研究日地空間環(huán)境變化具有重要意義。(完)