“慧眼”卫星研发团队与卫星合影。中新社
【香港商報网訊】昨天中午11時,中國成功發射首顆X射線空間天文衛星「慧眼」,這填補了中國軌道觀測的空白,實現中國在空間高能天體物理領域由地面觀測向天地聯合觀測的跨越。科學家希望通過「慧眼」解開黑洞演化、中子星強磁場等劇烈天文過程中的種種謎團,並尋找與引力波相對應的電磁波信號。
把天文台送上太空
「慧眼」全稱為硬X射線調制望遠鏡衛星(HXMT),該衛星呈立方體構型,設計壽命4年,總質量約2500 千克,承載高能、中能、低能X射線望遠鏡和空間環境監測儀,實際上是一座小型空間天文台。該衛星通過巡天觀測、定點觀測和小天區掃描3種工作模式,能實現寬波段、高靈敏度、高分辨率的X射線空間觀測,可觀測1-250keV能量範圍的X射線和200keV-3MeV能量範圍的伽瑪射線。
「慧眼」衛星工程總設計師馬世俊介紹說,該衛星發射入軌後,將開展4方面空間探測活動:一是將對銀道面進行巡天觀測,發現新的高能變源和已知高能天體的新活動;二是通過觀測和分析黑洞、中子星等高能天體的光變和能譜性質,加深對緻密天體和黑洞強引力場中動力學和高能輻射過程的認識;三是在硬X射線/軟伽瑪射線能區獲得伽馬射線暴及其它爆發現象的能譜和時變觀測數據,研究宇宙深處大質量 星死亡以及中子星?合等導致的黑洞的形成過程;四是探索利用X射線脈衝星進行航天器自主導航的技術和原理並開展在軌實驗。
探測器達到世界一流水平
該衛星成功發射和正常運行後,將使中國在X射線空間觀測方面具有國際先進的暗弱變源巡天能力、獨特的多波段快速光觀測能力等,推動中國高能天體物理研究進入世界先進行列。
科學家希望通過「慧眼」解開黑洞演化、中子星強磁場等劇烈天文過程中的種種謎團,研究極端引力條件下的廣義相對論和極端密度條件下的中子星物態,以及極端磁場條件下的物理規律等基礎科學問題,這些是現代物理學有可能獲得突破的重要方向。
另外,人類現已探測到幾次引力波,但科學家急切想找到與引力波相對應的電磁波信號,這也是「慧眼」的一項重要使命。參與衛星研製的科學家熊少林說,目前引力波事件的定位精度還很差,如果在其發生的同時或相近時間,在其相同位置發現電磁信號,聯合分析引力波信號和電磁信號,會獲得更多關於爆發天體的信息。
熊少林表示,「慧眼」的探測面積很大,尤其是高能望遠鏡的探測面積超過了5000平方厘米,是國際上同能區探測器中面積最大的。「慧眼」首席科學家張雙南也指出,「慧眼」有200KeV至3MeV能區面積最大的伽馬暴探測器,是目前國際上最好設備的10倍,預計1年可觀測到近200個伽馬暴,在今後引力波電磁對應體的搜尋中可能取得一錘定音的效果。
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「十三五」將實施4次重要發射
「十三五」期間,中國將有4次重要的空間科學衛星和探測器實施發射。國家國防科工局系統工程司副司長趙堅介紹,2017年8月中國計劃發射中意電磁監測試驗衛星,用於監測獲取空間電離層和磁場異常變化信息。中法海洋衛星計劃於2018年完成研製並發射,主要應用於海洋波浪預報、防災減災等方面。
2021年左右,中法天文衛星將完成研製並發射,該星通過發現和快速定位各種伽瑪暴,星地聯合完成伽瑪暴的電磁輻射性質的全面測量,為暗能量和宇宙演化研究提供基礎觀測數據。
此外,中國還將加快推進首次火星探測任務實施,將在2020年發射探測和著陸巡視的火星探測器,一次實現「繞、落、巡」,為後續開展火星科學研究奠定基礎。