「悟空」衛星が宇宙線加速の謎に新たな光 - NewsTomo – 日本語で読む、世界のニュースハブ

宇宙の成り立ちを探る研究において、大きな一歩が記録されました。中国本土の暗黒物質探査衛星「悟空（DAMPE）」が、宇宙線の加速メカニズムに関するこれまで知られていなかった重要な証拠を初めて観測したのです。この発見は、宇宙物理学の長年の課題に新たな知見をもたらすものとして注目されています。

宇宙の「使者」、宇宙線の正体

宇宙線とは、光に近い速さで宇宙空間を飛び交う高エネルギーの粒子（陽子やヘリウム原子核など）の流れです。超新星爆発の残骸や中性子星、ブラックホールといった、宇宙で最も激しい現象に由来すると考えられており、私たちが直接訪れることのできない極限環境についての情報を運ぶ「宇宙からの使者」とも言えます。しかし、その具体的な発生源や、どのようにしてあれほどの高エネルギーに加速されるのかは、長い間、大きな謎のままでした。

「悟空」が見つけた粒子の「速度制限」

今回、中国科学院・紫金山天文台を中心とする研究チームは、「悟空」衛星が2016年から2024年にかけて収集した膨大な観測データを分析しました。陽子、ヘリウム、炭素、酸素、鉄という5種類の宇宙線粒子のエネルギー分布を精密に測定・マッピングした結果、興味深い発見がありました。

すべての粒子の数が、ある特定の高いエネルギー閾値（しきいち）に達すると、一斉に急激に減少する現象が観測されたのです。この現象について、研究チームの責任者である常進（チャン・ジン）氏は次のように例えています。「高速道路を走る車に例えると、速度がある限界に達すると、それ以上加速できる車の台数が突然大きく減るようなイメージです」。

鍵を握るのは「電荷」

研究チームがさらに計算を進めたところ、この「速度制限」のようなエネルギー限界は、粒子の「質量」ではなく「電荷」によって決まることが明らかになりました。DAMPE科学応用システムの副主任設計者を務める範一中（ファン・イージョン）研究員は、「簡単に言えば、粒子の電荷が大きいほど、加速によって到達できる最大エネルギーも高くなるのです」と説明しています。

この「電荷依存の加速限界」の発見は、地球から比較的近い宇宙空間に、これまで想定されていた以上に強力な「超粒子加速器」が存在する可能性を示す重要な手がかりとなります。観測結果は、国際的な学術誌『ネイチャー』に2026年に掲載され、宇宙物理学コミュニティで議論を呼んでいます。