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“慧眼”卫星要干这些大事

来源:科技日报 2017-06-16     付毅飞

  酒泉卫星发射中心附近,有座狼心山,相传山上能捡到玛瑙。多年来,前去寻宝的人络绎不绝,但绝大多数采回来的不过是几块漂亮石头,真正有价值的寥寥无几。

  深邃的太空从不平静。黑洞张开大嘴吞噬光线、超新星突然爆发、中子星意外形成……在空间高能天文物理研究领域,这都是珍贵的科学宝藏。然而,一直以来我国在该领域只能挖掘外国人的“狼心山”。自1960年开始,国外已经发射多颗空间天文探测卫星,但卫星数据提供给中国科学家时,往往已经滞后了好几年,我们只能在别人挑剩的“石头”里寻找“玛瑙”,获得的成果还要标注数据的出处。

  这种尴尬在6月15日终结。硬X射线调制望远镜卫星(HXMT)“慧眼”的发射升空,架设起中国人自己的空间天文台,我国在空间高能天体物理领域没有自主数据的历史将结束。未来4年中,它将不间断地监控各类天体的一举一动,帮助人类进一步揭开宇宙的神秘面纱。

  “‘慧眼’能观测黑洞和中子星附近物质变化的情况,通过观测它们的X射线辐射,研究我们在地球实验室环境里无法研究的科学规律。”该卫星首席科学家张双南介绍。

  宇宙中,脉冲星、伽马射线暴、超新星遗迹、黑洞等天体活动,都是以发射X射线为表征,如果能接收到这些射线加以分析,就能勾画出这些天体的轮廓,甚至能一窥黑洞的奥秘,这对人类探索太空具有重要意义。

  中国航天科技集团公司五院西安分院副院长杨毅介绍,并不是所有的空间望远镜都能观测X射线,比如著名的哈勃望远镜,就只能够观测太空中的可见光波段。

  记者了解到,可见光波长范围在390纳米至780纳米,X射线的波长则小得多,为0.01纳米至10纳米,必须用专门的X射线望远镜才能观测。1999年发射的美国钱德拉X射线望远镜以及同时期进入太空的欧洲牛顿卫星,开启了X射线天文学的新时代,取得了大批重要研究成果。美中不足的是,这些先遣卫星只能看到波长0.1纳米至10纳米的软X射线,对于能量较高、波长在0.01纳米至0.1纳米的硬X射线却“视而不见”,错失了许多太空中的细节和精彩。张双南表示,“慧眼”是世界上探测覆盖范围最广的天文望远镜之一,可以进行全谱段观测。

  “慧眼”作为特色鲜明的空间科学卫星,所携带的探测器能谱范围非常宽,不仅可以将宇宙事件从发生、发展到结束全过程的壮丽景象尽收眼底,还能看到这些景象出现时的时变过程是怎样的,相比国际上同类卫星的时间分辨率有大幅提升。

  未来该卫星将通过对银道面、银心和核球的大天区扫描巡天和监测,发现新的高能变源和已知高能天体的新活动;通过对河内黑洞和中子星进行长期高频次监测,理解黑洞和中子星系统的活动和演化机制;通过对高流强河内黑洞和中子星进行高统计量观测,理解吸积黑洞和中子星系统的基本性质。此外,它还将利用其扩展探测能力,力求获得新的伽马射线暴及其他爆发现象的能谱和时变观测数据,理解高能剧烈爆发天体的基本属性,研究宇宙深处大质量恒星的死亡以及中子星合并等过程中黑洞的形成。

  (科技日报酒泉6月15日电)