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我国空间科学卫星家族添丁,将捕捉宇宙中转瞬即逝的神秘现象
2024-01-10 09:14:27
北京日报客户端

我国空间科学卫星“家族”又添一颗X射线天文卫星。1月9日15时03分,我国在西昌卫星发射中心采用长征二号丙运载火箭,成功将爱因斯坦探针科学卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。

爱因斯坦探针卫星在轨运行示意图(中国科学院国家天文台供图)

在茫茫宇宙中,大多数会发出X射线的宇宙天体都很“善变”,它们时隐时现,短时间内会在X射线波段呈现复杂的亮度变化,解密神秘天体和现象原理的钥匙就藏在其中。“比如有‘隐身’技能的黑洞,它本身不会发光,但在将恒星撕碎、吸积时会出现明亮的耀发,这就为大视场或快速巡天的望远镜观测提供了条件。”爱因斯坦探针卫星首席科学家、中国科学院国家天文台研究员袁为民介绍,正在吞噬恒星的黑洞,恒星死亡时的瞬间绽放,引力波源等快速暂现源和剧烈爆发天体,在时间和空间上都很难预测,需要通过大视场望远镜进行高频率的全天监测,而这正是爱因斯坦探针要开展的工作。它将通过配备的宽视场X射线望远镜、后随X射线望远镜2台科学载荷,在光子能量小于2000电子伏特的软X射线波段,开展大视场时域巡天监测。

但X射线光子能量很高,难以像可见光一样通过折射聚焦。宽视场X射线望远镜的光学原理就很特别,它的设计思路来自于龙虾的眼睛——大量排成球面、管壁光滑的微型方孔管道指向球心,能让来自各个方向的光线反射汇聚到视网膜。利用这一思路,我国科研人员研制出“龙虾眼”微孔阵列聚焦成像技术,并在世界范围内率先应用于天文卫星,让望远镜一次可观测约十分之一的天球面积。

宇宙中都有哪些爆发现象和天体?这些爆发是如何发生的?这些天体又是如何形成和演化的?宇宙中还有没有完全未知的新的天体类型?作为宇宙天体爆发的捕手,在软X射线波段,爱因斯坦探针卫星填补了国际上大视场全天监测设备的空白,能捕捉“看不见”的宇宙“焰火”,探寻恒星被黑洞吞噬解体前发出的最后一丝光芒,发现超新星爆发的第一缕闪光和银河系内恒星的剧烈耀发……袁为民表示,相较于国际同类设备,爱因斯坦探针对高能暂现源的探测灵敏度观测能力将提升1个量级以上,有可能带来突破性研究进展。

当“龙虾眼”捕捉到了新的X射线源,或看到深空中其他有趣的事件,后随X射线望远镜便接续上岗,紧紧盯住它们并进行详细研究。同时,爱因斯坦探针卫星还会把信号传回地面,联合地球上和太空中的其他望远镜一同观测,收集珍贵的多波段数据,对相关事件进行更深入的研究。

爱因斯坦探针目标寿命为5年,是中国科学院空间科学先导专项二期继“太极一号”“怀柔一号”“夸父一号”后,研制的又一颗空间科学卫星。该卫星项目由中国科学院主导,欧洲空间局和德国马普地外物理研究所共同参与了研制。

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