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)天體觀測的國家之一，自漢代以來，就有對新星和超新星爆發(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)來測量宇宙中其他X射線源的輻射強(qiáng)度。“天關(guān)客星”的觀測和記錄保存，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，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)鏡探測到。專家表示，新型未知暫現(xiàn)天體的發(fā)現(xiàn)對于研究和豐富我們對宇宙的認(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)星超寬的觀測視野和超強(qiáng)的觀測能力，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、高靈敏度的聚焦成像巡天監(jiān)測，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對非常靈敏的“眼睛”，其中有6對是仿生龍蝦眼的寬視場X射線望遠(yuǎn)鏡，它組成了一個(gè)巨大的視場，有3850度。有了這樣一個(gè)巨大的視場，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。這種寬視場覆蓋對于捕捉暫現(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)也能提供對暗弱暫現(xiàn)天體的探測靈敏度。

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，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，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”“墨子號”“慧眼”“夸父一號”，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)粒子探測衛(wèi)星“悟空號”、量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號”、綜合性太陽探測專用衛(wèi)星“夸父一號”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。