成功“捕捉”黑洞、伽馬射線暴……這顆衛(wèi)星有7雙“眼睛”

由中國科學(xué)院牽頭研制的空間科學(xué)衛(wèi)星——愛因斯坦探針衛(wèi)星今天（10月31日）在軌交付，并正式命名為“天關(guān)”衛(wèi)星。

命名為“天關(guān)”

目標(biāo)是發(fā)現(xiàn)和研究暫現(xiàn)天體

愛因斯坦探針衛(wèi)星于今年1月成功發(fā)射，目標(biāo)是發(fā)現(xiàn)和研究暫現(xiàn)天體，暫現(xiàn)天體是宇宙中的劇烈爆發(fā)現(xiàn)象，就像轉(zhuǎn)瞬即逝的宇宙“焰火”，這些壯觀而神奇的“焰火”攜帶著天體形成和演化的關(guān)鍵信息，對(duì)于研究宇宙中的極端現(xiàn)象、探索宇宙的奧秘具有重要意義。專家表示，衛(wèi)星在軌測(cè)試期間表現(xiàn)出色，性能超出設(shè)計(jì)預(yù)期。

而以“天關(guān)”命名，旨在體現(xiàn)中國人自古至今對(duì)于浩瀚宇宙一脈相承的探索精神。專家介紹，我國是世界上最早開展暫現(xiàn)天體觀測(cè)的國家之一，自漢代以來，就有對(duì)新星和超新星爆發(fā)等暫現(xiàn)天體的記載，公元1054年，我國曾記錄到一次超新星的爆發(fā)事件，它位于中國古代星座“天關(guān)”附近。

“天關(guān)”衛(wèi)星首席科學(xué)家、中國科學(xué)院國家天文臺(tái)研究員 袁為民：當(dāng)時(shí)古代把超新星和新星這樣的爆發(fā)天體稱為“客星”，因此1054超新星也被稱為“天關(guān)客星”。“天關(guān)客星”是中國古代天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)的非常著名的一個(gè)超新星，它的記錄非常詳盡，對(duì)中國和世界天文學(xué)都做出了非常重要的貢獻(xiàn)。

今天，人們通過望遠(yuǎn)鏡仍可以看到天關(guān)客星爆炸后留下的壯觀遺跡——“蟹狀星云”。蟹狀星云在X射線波段明亮而且相對(duì)穩(wěn)定，因此天文學(xué)家將蟹狀星云作為一種標(biāo)準(zhǔn)來測(cè)量宇宙中其他X射線源的輻射強(qiáng)度?！疤礻P(guān)客星”的觀測(cè)和記錄保存，為超新星、超新星遺跡和恒星晚期演化研究提供了寶貴的跨越近千年的觀測(cè)證據(jù)。

“天關(guān)”衛(wèi)星首批科學(xué)成果發(fā)布

“天關(guān)”衛(wèi)星是我國首顆大視場(chǎng)X射線天文衛(wèi)星，自發(fā)射以來已在軌運(yùn)行10個(gè)月，取得空間科學(xué)領(lǐng)域多項(xiàng)重要突破。今天，中國科學(xué)院發(fā)布了“天關(guān)”衛(wèi)星的首批科學(xué)成果。

“天關(guān)”衛(wèi)星在軌運(yùn)行期間，開展了持續(xù)動(dòng)態(tài)巡天監(jiān)測(cè)，成功“捕捉”到了種類豐富的暫現(xiàn)天體，包括恒星、白矮星、中子星、黑洞、伽馬射線暴、超新星等，它們的爆發(fā)持續(xù)時(shí)長覆蓋了從幾十秒到幾個(gè)月。

“天關(guān)”衛(wèi)星首席科學(xué)家、中國科學(xué)院國家天文臺(tái)研究員 袁為民：我們發(fā)現(xiàn)了60個(gè)左右的非常強(qiáng)的暫現(xiàn)天體，接近上千個(gè)其他的可能的暫現(xiàn)天體，還有接近500個(gè)恒星耀發(fā)。

“天關(guān)”衛(wèi)星的視野廣闊而深遠(yuǎn)，能“看到”銀河系之外甚至來自宇宙深處的暫現(xiàn)天體。在“天關(guān)”衛(wèi)星科學(xué)中心，專家給記者展示了“天關(guān)”衛(wèi)星捕捉到的來自256億光年之外的天體，這也是“天關(guān)”衛(wèi)星目前探測(cè)到的最遙遠(yuǎn)的一個(gè)天體。

“天關(guān)”衛(wèi)星首席科學(xué)家、中國科學(xué)院國家天文臺(tái)研究員袁為民：這個(gè)天體來自宇宙早期的伽馬暴的事件?！疤礻P(guān)衛(wèi)星”看到的輻射爆發(fā)持續(xù)了接近1000秒，而同時(shí)其他國際上的伽馬射線暴衛(wèi)星探測(cè)到的只是50秒的一個(gè)爆發(fā)。所以我們這顆衛(wèi)星能夠提供以前的衛(wèi)星所不能看得到的觀測(cè)數(shù)據(jù)，可以告訴我們更多以前不為人知的物理過程，讓我們有機(jī)會(huì)研究來自宇宙更遙遠(yuǎn)地方的天文事件。

此外，“天關(guān)”衛(wèi)星還發(fā)現(xiàn)了一例可能的新型暫現(xiàn)天體，由于爆發(fā)時(shí)它的輻射集中在X射線波段，且較為暗弱，僅持續(xù)了10天左右，很難被其他望遠(yuǎn)鏡探測(cè)到。專家表示，新型未知暫現(xiàn)天體的發(fā)現(xiàn)對(duì)于研究和豐富我們對(duì)宇宙的認(rèn)知具有重要意義。

總臺(tái)央視記者 任梅梅：基于“天關(guān)”衛(wèi)星超寬的觀測(cè)視野和超強(qiáng)的觀測(cè)能力，科學(xué)家們還獲取了這樣一張全天X射線天圖，這也是由中國自主研制的設(shè)備所獲得的首個(gè)全天X射線天圖，標(biāo)志著中國在動(dòng)態(tài)宇宙的探索實(shí)現(xiàn)在這一領(lǐng)域的巨大飛躍。

7雙“眼睛”捕捉

更遠(yuǎn)更暗弱的“宇宙焰火”

“天關(guān)”衛(wèi)星運(yùn)行在距離地面約600公里的軌道上，是國際首次在軟X射線波段開展大視場(chǎng)、高靈敏度的聚焦成像巡天監(jiān)測(cè)，它就像一個(gè)宇宙天體爆發(fā)的“捕手”。那么它是如何能探測(cè)到銀河系之外遙遠(yuǎn)宇宙深處的暫現(xiàn)天體呢？專家告訴我們，這是因?yàn)樗?雙獨(dú)特的“眼睛”。

據(jù)介紹，“天關(guān)”衛(wèi)星搭載了兩種望遠(yuǎn)鏡，分別是寬視場(chǎng)X射線望遠(yuǎn)鏡和后隨X射線望遠(yuǎn)鏡。

“天關(guān)”衛(wèi)星系統(tǒng)總師、中國科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院副院長 張永合：這顆衛(wèi)星應(yīng)該說是搭載了7對(duì)非常靈敏的“眼睛”，其中有6對(duì)是仿生龍蝦眼的寬視場(chǎng)X射線望遠(yuǎn)鏡，它組成了一個(gè)巨大的視場(chǎng)，有3850度。有了這樣一個(gè)巨大的視場(chǎng)，它就具備了在天上發(fā)現(xiàn)爆發(fā)源的能力。

“天關(guān)”衛(wèi)星的寬視場(chǎng)X射線望遠(yuǎn)鏡設(shè)計(jì)靈感來源于龍蝦的眼睛，它們具有獨(dú)特的光學(xué)結(jié)構(gòu)，能夠看到更廣闊的天空區(qū)域。這種寬視場(chǎng)覆蓋對(duì)于捕捉暫現(xiàn)天體尤其重要，因?yàn)檫@些天體的出現(xiàn)往往是隨機(jī)且短暫的。同時(shí)，龍蝦眼光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也能提供對(duì)暗弱暫現(xiàn)天體的探測(cè)靈敏度。

一旦發(fā)現(xiàn)新的暫現(xiàn)或爆發(fā)天體，“天關(guān)”衛(wèi)星不僅能開展精細(xì)的自主觀測(cè)，還能迅速將信息傳回到地面的科學(xué)中心，并向全球發(fā)布天文警報(bào)。截至目前，“天關(guān)”衛(wèi)星團(tuán)隊(duì)已向國際天文界發(fā)送了100多條天文警報(bào)，引導(dǎo)國際上多個(gè)光學(xué)和射電望遠(yuǎn)鏡、空間X射線望遠(yuǎn)鏡開展了后隨觀測(cè)，通過全球互聯(lián)、數(shù)據(jù)共享，共同探索宇宙奧秘。

未來我國還將

部署研制50顆科學(xué)衛(wèi)星

“天關(guān)”衛(wèi)星是中國科學(xué)院空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)的又一顆空間科學(xué)衛(wèi)星，從“悟空號(hào)”“墨子號(hào)”“慧眼”“夸父一號(hào)”，再到“天關(guān)”，我國空間科學(xué)衛(wèi)星陣容不斷壯大。據(jù)了解，未來我國還將部署一批新的空間科學(xué)衛(wèi)星計(jì)劃，探索宇宙、求解未知的實(shí)力將不斷增強(qiáng)。

01:22

2011年，中國科學(xué)院發(fā)起了空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)，針對(duì)一些空間科學(xué)問題發(fā)射了一系列的空間科學(xué)衛(wèi)星，像暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星“悟空號(hào)”、量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”、綜合性太陽探測(cè)專用衛(wèi)星“夸父一號(hào)”等，截至目前，共開展了十余次空間科學(xué)衛(wèi)星任務(wù)，并取得一系列原創(chuàng)成果，奠定了中國空間科學(xué)快速發(fā)展的基石。

繼“天關(guān)”衛(wèi)星之后，空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)收官之作——“微笑衛(wèi)星”將在2025年底前擇機(jī)發(fā)射，用于研究太陽風(fēng)與地球磁層的相互作用，探索日冕物質(zhì)拋射事件等。

記者從中國科學(xué)院了解到，未來，瞄準(zhǔn)宇宙起源、空間天氣起源，生命起源等“起源類”重大科學(xué)問題，我國還將部署研制更多的空間科學(xué)衛(wèi)星。

中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心主任 王赤：到本世紀(jì)中葉，我們將提出實(shí)施和研制大約50顆科學(xué)衛(wèi)星，主要的目標(biāo)聚焦在5個(gè)方向，包括“極端宇宙”“日地全景”“時(shí)空漣漪”“宜居行星”和“太空格物”的這個(gè)方向，將在宇宙的起源和演化，太陽系天體的形成以及生命起源等重大的科學(xué)問題方面取得突破性進(jìn)展。