今天，“悟空”号暗物质粒子探测卫星在轨平稳运行10周年！遨游太空3653个日夜，“悟空”号累计绕地飞行55669轨，完成全天区扫描20次，共探测到超过178亿高能粒子，平均每天记录约500万高能粒子，共计形成高级数据产品（2A级）300TB。“悟空”号远超设计寿命，目前各探测器依然保持良好的工作状态，将继续超期服役！
十载巡天探幽微，“悟空”号肩负着探索宇宙奥秘的伟大使命，出色地完成了多项关键任务，持续闪耀着科学的光辉。让我们一起回顾“悟空”号取得的辉煌成就！
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发现电子能谱TeV拐折
“悟空”号正负电子能谱（红点）和其他实验结果对比。图源：“悟空”号合作组（2017, Nature, 552, 63）
获得25 GeV - 4.6 TeV能段正负电子能谱结构的精确测量结果，首次以高置信度发现能谱在0.9 TeV处的拐折结构，为理解宇宙线正负电子的起源和限制暗物质模型参数提供了重要观测数据。该成果入选2018年度中国科学十大进展。
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发现质子能谱14 TeV拐折
“悟空”号质子能谱（红点）和其他实验结果对比。图源：“悟空”号合作组（2019, Science Advances, 5, eaax3793）
精确测量40 GeV - 100 TeV能段宇宙射线质子能谱，以高置信度揭示质子能谱在14 TeV处的变软拐折行为，可能是邻近宇宙射线加速源留下的印记。该成果入选2019年度中国十大天文科技进展。
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发现氦核能谱34 TeV拐折
“悟空”号氦核能谱（红点）和其他实验结果对比。图源：“悟空”号合作组（2021, Physical Review Letters, 126, 201102）
精确测量70 GeV - 80 TeV能段宇宙射线氦核能谱，以高置信度揭示氦核能谱在34 TeV处的变软拐折行为。氦核能谱和质子能谱结构体现出高度相似性，表明其具有共同的物理起源。
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测得宇宙线轻核（p+He）能谱
“悟空”号测得的宇宙线轻核（p+He）总能谱（红点）和其他空间实验结果对比。图源：“悟空”号合作组（2024, Physical Review D, 109, L121101）。
首次利用空间实验将宇宙线轻核（p+He）总能谱直接测量至0.5 PeV，建立起空间实验和地面实验的桥梁，以高置信度（>6.6σ）确认约29 TeV处存在能谱变软结构，与质子、氦核能谱特征一致，并在~150 TeV处首次探测到能谱变硬迹象。
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发现从质子到铁核统一电荷相关能谱拐折
“悟空”号测量得到质子、氦、碳、氧、铁核素宇宙线精确能谱，发现高能拐折能量与电荷的线性相关性（DAMPE Collaboration, 2025, arXiv:2511.05409）。
在质子、氦、碳、氧、铁五种原初核素宇宙线的高能区能谱中发现统一的能谱变软结构，拐折能量与电荷线性相关，可能对应于邻近宇宙线源的加速上限，这是首次在观测上证实源区宇宙线电磁场加速理论。
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发现硼碳和硼氧比例能谱拐折
“悟空”号宇宙线硼碳比例（红点）和其他实验结果对比。蓝色虚线为传统模型预期。图源：“悟空”号合作组（2022, Science Bulletin, 67, 2162）
精确测量了10 GeV/n - 5.6 TeV/n能段的硼碳比例和硼氧比例能谱，揭示出二者在100 GeV/n处的显著拐折行为，意味着高能段宇宙射线传播速度比预想的更慢，对传统宇宙射线传播模型提出了挑战。
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发现次级宇宙线硼核能谱新特征
“悟空”号测量的次级宇宙线硼碳能谱（红点）和其他实验结果对比。图源：“悟空”号合作组 （2025, Physical Review Letters, 134, 191001）。
“悟空”号确定性地发现了次级宇宙线硼能谱的变硬结构（~8σ），审稿人称赞“悟空”号实验在TeV能区设立了新的精度标准（setting a new standard of precision）。悟空号还发现该谱指数变硬的幅度是原初粒子质子、氦核指数变硬幅度的约两倍，表明宇宙线能谱变硬结构与宇宙线传播过程密切相关。
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揭示电子福布斯下降恢复时间新行为
“悟空”号正负电子流量随时间的变化（绿点）和悟空号无触发事例（粉线）以及地面中子监视器（蓝线）结果对比。图源：“悟空”号合作组（2021, The Astrophysical Journal Letters, 920, L43）
“悟空”号观测到2017年9月一次巨大日冕物质抛射事件导致的正负电子流量的福布斯下降行为，并准确测量了流量下降后的恢复时间随着能量的变化关系，揭示出和传统理论预期不完全相符的新特征，为理解宇宙射线在太阳系内的输运过程以及和太阳活动的关系提供了新的数据。
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获得宇宙空间分数电荷粒子最灵敏探测结果
“悟空”号对2/3e粒子设出的流量上限（红点）和其他实验结果对比。左图为地面实验结果，右图为空间实验结果。图源：“悟空”号合作组（2022, Physical Review D, 106, 063026）
“悟空”号对宇宙空间中可能存在的分数电荷粒子进行了高灵敏度搜寻，对电荷绝对值为2/3电子电量的分数电荷粒子流量给出了严格限制，其上限比此前的空间实验结果低两到三个数量级。
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测量高能强相互作用截面
“悟空”号精确测量了TeV能段质子、氦、碳、氧和BGO材料的非弹性相互作用截面，为理解高能段强相互作用物理提供了重要数据。
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获得伽马射线线谱最灵敏探测结果
“悟空”号对产生单能伽马射线线谱的暗物质衰变寿命排除区域（阴影）。图源：“悟空”号合作组 （2022, Science Bulletin, 67, 679）
借助其非常高的能量分辨率（~1%），“悟空”号对伽马射线线谱辐射进行了高灵敏度的搜寻，对暗物质湮灭或衰变产生单能伽马射线线谱的模型给出了严格限制，其中对湮灭模型参数的限制和Fermi-LAT的结果相当，而对衰变模型参数的限制优于Fermi-LAT结果，为国际上最好水平。
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观测到银心GeV伽马射线超出
“悟空”号以～8σ置信度（DAMPE Coll. 2025 in prep.）观测到银心GeV伽马射线超出，暗物质湮灭解释下，参数空间与主流的WIMP模型预测相符。
十年坚守，传奇不止，“悟空”号的探索远未结束，它将继续在深邃太空中，追寻暗物质的踪迹，续写新的“天问”传奇。
轮值主编：袁 强
编辑：王科超
