“悟空”号新发现揭示太阳“打喷嚏”搅动宇宙线

中国科学院紫金山天文台近日发布消息称，暗物质粒子探测卫星"悟空"号国际合作团队利用卫星前8年的观测数据，精确测量了8次正负电子福布希下降现象。研究首次统计性揭示了正负电子流量在下降及恢复阶段的行为特征，并发现其与日冕物质抛射物理参数存在显著关联。该研究成果已发表于国际权威期刊《物理评论快报》。

太阳活动对行星际空间环境具有重要影响。当太阳发生日冕物质抛射时，抛射出的等离子体云及其携带的磁场会显著改变行星际空间磁环境，从而影响宇宙线的传播。其中一类典型效应是地球上观测到的宇宙线流量出现数天至数周的下降后逐步恢复，该现象被称为福布希下降。

传统对福布希下降的观测主要依赖地面中子探测器，其探测对象以宇宙线中的强子成分为主，但能量分辨率有限。通过空间实验直接观测不同种类粒子的福布希下降，对全面理解该现象至关重要。

"悟空"号卫星凭借其高能量分辨率、强粒子鉴别能力和大有效接收面积的优势，在正负电子空间观测中取得突破性进展。基于2016年至2024年的观测数据，研究团队成功识别出8次正负电子福布希下降事件，精确测量了正负电子流量的变化过程，并刻画出不同能量电子流量下降幅度和恢复时间的能量依赖特性。

研究发现，宇宙线在经历日冕物质抛射扰动后，其恢复时间随能量变化呈现两类截然不同的行为模式：一类显著依赖能量，另一类则与能量无关。进一步分析表明，这些行为与日冕物质抛射的物理参数密切相关。研究团队通过日球层内宇宙线传播的数值模拟，定量重现了观测结果，验证了物理关联的可靠性。

该研究首次为福布希下降效应的恢复时间能量依赖性提供物理解释，为理解太阳活动如何影响宇宙线传播提供了关键线索，对深化日地空间环境变化研究具有重要意义。