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“宇宙星探” 要“活捉”黑洞

游客 2017-06-16 13:48:24    201059 次浏览

15日11时00分,我国在酒泉卫星发射中心用长征四号乙运载火箭,成功发射硬X射线调制望远镜卫星“慧眼”。这次发射还搭载了国内外3颗小卫星。

推动我国高能天体物理研究进入世界先进行列

“慧眼”是我国首颗大型X射线天文卫星,设计寿命4年,承载高能、中能、低能X射线望远镜和空间环境监测仪,通过巡天观测、定点观测和小天区扫描3种工作模式,能够实现宽波段、高灵敏度、高分辨率的X射线空间观测。

据介绍,卫星成功发射和正常运行后,将使我国在X射线空间观测方面具有国际先进的暗弱变源巡天能力、独特的多波段快速光观测能力等,推动我国高能天体物理研究进入世界先进行列。

硬X射线调制望远镜卫星工程是由国防科工局和中国科学院联合组织实施的空间科学项目。卫星、运载火箭分别由中国航天科技集团公司中国空间技术研究院、上海航天技术研究院研制,地面测控系统由西安卫星测控中心负责,中科院国家空间科学中心、遥感与数字地球研究所和高能物理研究所分别负责地面应用系统建设及卫星数据接收、处理、分发和科学应用。

这是长征系列运载火箭的248次飞行。

“慧眼”进入太空后,将飞行在距地550公里圆形轨道上。再过几天,“慧眼”身上的科学仪器加电“技能全开”后,“扫描”银河系、监视恒星爆发、测量黑洞质量等科学探索任务都将展开。中国科技人员用6年多时间将“慧眼”锻造成聪明好用的“宇宙星探”,希望能探寻星空的奥秘。科学家视它为“X射线天文学发展史上的一座里程碑”。有了“慧眼”,中国的空间科学探索值得期待。

活捉黑洞、脉冲星

“慧眼”为宇宙深处的黑洞而生,专业名称叫“硬X射线调制望远镜卫星”。

由于“慧眼”有较大的视场,对银河系巡天是它最重要的使命。“我们预期会发现一些新的黑洞和中子星。”“慧眼”首席科学家张双南说,“天上黑洞、中子星那么多,但是现在还没有一个被彻底搞明白,所以会不断有卫星来观测它们。”

神秘莫测的黑洞还隐藏着很多秘密。“黑洞能产生X射线等各种辐射,还有可能产生高能宇宙线以及强烈的喷流。它们究竟在干什么?现在人类只有二三十个黑洞的样本,能发现更多当然好,对已发现的黑洞我们也希望研究得更清楚,找到黑洞只是开始。”张双南说。

据他描述,黑洞有时很“冷静”,有时很“暴躁”。当它“发脾气”时,产生的X射线流强特别高。国外的卫星适合看“安静”的黑洞,而“慧眼”特别适合看“暴躁”的黑洞和中子星。

“我们还不知道为什么有些黑洞‘发脾气’,所以我们希望对银河系的黑洞和中子星做比较详细的普查。”张双南说。此外,“慧眼”还要给宇宙中诡异的中子星(脉冲星)“把把脉”。“我们还不清楚中子星的内部是什么。它们具有超强的引力场、电磁场和核密度,可谓极端物理的天然实验室。通过研究中子星的X射线,我们可以测量其表面的磁场强度,研究高密度、强磁场下物质的性质。”张双南说。

“慧眼”可以“扫视”:对银河系进行大天区巡天和扫描,发现新的高能天体;也可以“凝视”:对几十个经典的X射线源进行长时间的定点观测,测量一批黑洞的质量和自传参数,以及中子星表面的磁场强度、质量和半径,为甄别黑洞形成和中子星内部性质的理论模型提供依据。

为何名“慧眼”

中国科学家们为该卫星取名“慧眼”,不光因为它能穿过星际物质的遮挡“看”宇宙中的X射线,还为纪念有“中国的居里夫人”之称的老一辈著名科学家何泽慧先生。她曾积极推动高能天体物理的起步和发展,在核物理、宇宙线超高能物理、高能天体物理等领域都作出了重大贡献。

“慧眼”很多技能领先世界

虽然只是空间天文望远镜俱乐部里的“新人”,但“慧眼”在能量覆盖范围、探测面积和能量分辨率等方面具有明显的综合优势,很多技能达到世界先进水平。

与以往中国发射的普通卫星相比,“慧眼”一亮相就得到广泛的国际关注,不仅因为它是中国首颗X射线天文望远镜卫星,而且因为它赶在了美国NASA“超越爱因斯坦计划”的“黑洞发现者”之前升空。

就连美国“超越爱因斯坦计划”新一代“黑洞发现者”候选项目EXIST的首席科学家也点赞:“中国硬X射线调制望远镜卫星,将是国际上发现黑洞的重要装置,是2020年前世界主打数据源,会对今后一段时间研究黑洞动力学过程发挥独一无二的作用。” (据新华社)

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