“慧眼”天文衛(wèi)星示意圖。 國家航天局提供
國家國防科工局、國家航天局昨日在京宣布，我國首顆X射線天文衛(wèi)星“慧眼”經(jīng)過7個多月的試運(yùn)行，圓滿完成各項(xiàng)測試，正式投入使用。未來，“慧眼”將對銀河系內(nèi)黑洞與中子星活動進(jìn)行持續(xù)觀測，對其起源與演化進(jìn)行更深入了解。
曾參與雙中子星并合引力波全球聯(lián)測
去年10月16日，全球多個機(jī)構(gòu)共同發(fā)布雙中子星并合產(chǎn)生引力波(GW170817)聯(lián)合觀測成果。在該歷史性事件的全球聯(lián)測中，“慧眼”衛(wèi)星對其高能電磁輻射對應(yīng)體進(jìn)行了監(jiān)測，確定了伽馬射線的流量上限，成為重要貢獻(xiàn)方之一。
截至目前，“慧眼”衛(wèi)星已經(jīng)確認(rèn)發(fā)現(xiàn)40個伽馬射線暴，超過20個是全球首先發(fā)布，3個是單獨(dú)發(fā)布，發(fā)現(xiàn)率大于100個/年，是國際上發(fā)現(xiàn)率最高的設(shè)備之一。
據(jù)國家航天局介紹，“慧眼”衛(wèi)星工程是研究黑洞、中子星等致密天體前沿問題的重大空間科學(xué)項(xiàng)目。“慧眼”衛(wèi)星于去年6月15日成功發(fā)射，迄今已經(jīng)開展多個天區(qū)的掃描成像觀測、特定天體的定點(diǎn)觀測及伽馬射線暴監(jiān)測等測試，取得了銀道面掃描監(jiān)測、黑洞及中子星雙星觀測、伽馬射線暴、引力波電磁對應(yīng)體探測、太陽耀發(fā)、特殊空間環(huán)境事件等方面的初步科學(xué)成果。
此外“慧眼”還利用伽馬射線暴進(jìn)行了脈沖星導(dǎo)航試驗(yàn)。我國曾利用“天宮二號”進(jìn)行過首次脈沖星導(dǎo)航試驗(yàn)，而“慧眼”試驗(yàn)各方面性能全面超過了那次試驗(yàn)。
“慧眼”是“發(fā)現(xiàn)極端宇宙”計劃第一步
“慧眼”衛(wèi)星工程由國防科工局、財政部批復(fù)立項(xiàng)研制，國家民用航天科研經(jīng)費(fèi)和中國科學(xué)院空間科學(xué)戰(zhàn)略性先導(dǎo)專項(xiàng)共同支持。國家航天局還會同中科院共同發(fā)起成立了“慧眼”衛(wèi)星國際科學(xué)委員會，推動國際合作，擴(kuò)大“慧眼”衛(wèi)星及空間高能物理研究領(lǐng)域的國際影響力。
“慧眼”衛(wèi)星是中科院更龐大的“發(fā)現(xiàn)極端宇宙”計劃的一部分。據(jù)介紹，“發(fā)現(xiàn)極端宇宙”計劃分探索、詳測、深巡三步進(jìn)行，“慧眼”衛(wèi)星是其中的第一步。
詳測階段將由“增強(qiáng)型X射線時變和偏振天文臺(eXTP)”衛(wèi)星完成，該星由中國領(lǐng)導(dǎo)研制，已有十幾個國家、100多個機(jī)構(gòu)計劃參與，預(yù)計2025年發(fā)射。
深巡階段，我國將在2030年和2035年分別發(fā)射“熱宇宙重子探巡天文臺(HUBS)”和“宇宙微波背景偏振天文臺(SCPT)”，這兩顆衛(wèi)星也將聯(lián)合歐美日等多方開展探測。
對話
“未來將探究‘宇宙大爆炸’起源”
昨日，“慧眼”衛(wèi)星首席科學(xué)家張雙南接受新京報記者專訪，他表示，“慧眼”衛(wèi)星將進(jìn)一步探尋銀河系黑洞、中子星的起源和演化。
新京報：“慧眼”已經(jīng)發(fā)布了40個伽馬暴，通過伽馬暴能夠研究什么?
張雙南：伽馬暴是黑洞和中子星實(shí)現(xiàn)過程中，甚至兩個黑洞、兩個中子星撞在一起時產(chǎn)生的現(xiàn)象。通過伽馬暴的觀測，我們想理解這些過程是怎么發(fā)生的。
新京報：在去年10月雙中子星并合產(chǎn)生引力波聯(lián)合觀測中，“慧眼”的貢獻(xiàn)是什么?
張雙南：在引力波事件發(fā)生時，“慧眼”的儀器是全天監(jiān)測的模式，所以對引力波爆發(fā)的方向和時間段進(jìn)行了完整的監(jiān)測。
我們并沒有探測到引力波到來時的信號，但是由于我們在伽馬射線能區(qū)靈敏度很高，對能夠探測到的伽馬射線給了一個上限，就是伽馬射線流量不能高于多少。這種限制，有助于對引力波發(fā)生過程和模型進(jìn)行研究。
新京報：什么是極端宇宙?
張雙南：地球上的科研實(shí)驗(yàn)受到地球環(huán)境很大制約，比如不能改變引力條件、磁場有限度、不能產(chǎn)生較高的物質(zhì)密度等。但在宇宙中有很多這樣的環(huán)境，我們叫作極端環(huán)境。
我們可以利用宇宙空間作為實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行科研。“宇宙大爆炸”時的條件是地球上不能模擬的，所以在極端宇宙能研究地球上不能研究的現(xiàn)象。
新京報：“發(fā)現(xiàn)極端宇宙”計劃最終能夠研究宇宙演化嗎?
張雙南：在詳測階段，還是對黑洞和中子星繼續(xù)進(jìn)行深入了解，對基礎(chǔ)科學(xué)理論做進(jìn)一步驗(yàn)證。到了深巡階段，就是對宇宙大尺度的研究，不僅研究中子星和黑洞，還可以研究“大爆炸”起源機(jī)制。
新京報：預(yù)計近期“慧眼”還會有什么成果發(fā)布?
張雙南：“慧眼”正式開始運(yùn)行，將進(jìn)行多年的觀測。除了引力波，對銀河系內(nèi)中子星和黑洞活動、伽馬暴的觀測，都是可以預(yù)計的成果。我相信還會產(chǎn)生很多預(yù)計不到的成果。(記者 倪偉)
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