為了尋找答案，1月9日15時03分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心采用長征二號丙運載火箭，將愛因斯坦探針（EP）衛(wèi)星發(fā)射升空。衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。

　　該衛(wèi)星是中國科學(xué)院空間科學(xué)先導(dǎo)專項繼“悟空”“墨子號”“慧眼”“實踐十號”“太極一號”“懷柔一號”和“夸父一號”之后，研制發(fā)射的又一顆空間科學(xué)衛(wèi)星，于2017年12月29日經(jīng)中國科學(xué)院批準(zhǔn)立項，歐洲航天局和德國馬普地外物理研究所共同參與了研制。

　　愛因斯坦探針衛(wèi)星是一顆可以在軟X射線波段開展高靈敏度實時動態(tài)巡天監(jiān)測的空間天文衛(wèi)星。

　　“它就像一臺寬視場的攝像機，1天可以5次覆蓋半個天球，每個天區(qū)每次曝光約20 分鐘。通過拍攝天空的X光的電影，它可以監(jiān)測天體的活動和爆發(fā)。”愛因斯坦探針衛(wèi)星首席科學(xué)家、中國科學(xué)院國家天文臺研究員袁為民告訴《中國科學(xué)報》。

　　和可見光一樣，X 射線是電磁輻射的一種。宇宙中的天體因溫度不同而發(fā)出各種能段的電磁輻射，天體爆發(fā)和劇烈活動時往往溫度很高，會發(fā)出X 射線。

　　然而，宇宙中的X射線爆發(fā)現(xiàn)象通常會在短時間內(nèi)出現(xiàn)，然后很快消失，就像宇宙中轉(zhuǎn)瞬即逝的“焰火”。這種“宇宙焰火”隨機出現(xiàn)，很難預(yù)測，想要及時捕捉到，就需要對天空進(jìn)行大范圍、不間斷的巡視。

　　“因為地球大氣層會阻擋來自天體的 X 射線，所以我們把愛因斯坦探針?biāo)腿胩铡！痹瑸槊裾f。

　　“我可以在九游娛樂上玩什么類型的游戲？”

　　目前，國內(nèi)外已有多顆X射線探測衛(wèi)星，如我國第一顆空間X射線天文衛(wèi)星“慧眼”衛(wèi)星（HXMT）， 歐洲航天局發(fā)射的XMM-牛頓衛(wèi)星（XMM-Newton），德國、美國、英國聯(lián)合研制的倫琴衛(wèi)星（ROSAT），印度空間研究組織（ISRO）剛剛發(fā)射成功的X射線偏振探測器衛(wèi)星（XPoSat）等。

　　袁為民介紹，之所以研制愛因斯坦探針衛(wèi)星，是因為目前國際現(xiàn)有類似設(shè)備主要探測的是銀河系內(nèi)的爆發(fā)現(xiàn)象，以及宇宙中最亮的伽馬射線暴，“要探測更多的來自其他星系的爆發(fā)現(xiàn)象，就需要能看得更遠(yuǎn)的設(shè)備”。

　　愛因斯坦探針衛(wèi)星被視為“宇宙天體爆發(fā)的捕手”，能精準(zhǔn)捕捉到更加遙遠(yuǎn)和暗弱的暫現(xiàn)源和爆發(fā)天體，探尋來自引力波源的X射線信號，對研究恒星活動、黑洞和中子星等致密天體的形成、演化、并合等過程具有重要科學(xué)意義。

　　“愛因斯坦探針衛(wèi)星比現(xiàn)有國際上的同類設(shè)備，探測能力提高一個量級以上，能發(fā)現(xiàn)更遙遠(yuǎn)和更微弱的信號，能看得更清晰，定位得更精準(zhǔn)。”袁為民說。

　　根據(jù)設(shè)計，愛因斯坦探針的主要科學(xué)目標(biāo)之一是發(fā)現(xiàn)宇宙中的X射線暫現(xiàn)天體，監(jiān)測已知天體的活動性，探究這些現(xiàn)象的性質(zhì)及相關(guān)物理機制。

　　“愛因斯坦探針衛(wèi)星的大視場可以對暫現(xiàn)和爆發(fā)天體開展較高采樣頻率的監(jiān)測，獲得大樣本天體從秒到月的時標(biāo)量級的X射線流強變化。對亮X射線源，衛(wèi)星還可以獲得軟X射線能譜及其隨時間的長期變化，增進(jìn)對天體X射線輻射變化的規(guī)律和輻射機制的認(rèn)識。這些結(jié)果可以用于測量天體的物理參數(shù)，發(fā)現(xiàn)新的時變現(xiàn)象和規(guī)律, 進(jìn)一步認(rèn)識天體的本質(zhì)、物理過程和演化?！痹瑸槊裾f。

　　愛因斯坦探針的另一個科學(xué)目標(biāo)是發(fā)現(xiàn)和探索宇宙中沉寂黑洞的耀發(fā)，測繪黑洞的分布，進(jìn)一步理解其起源、演化和物質(zhì)吸積過程。

　　愛因斯坦探針衛(wèi)星科學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)總師、中國科學(xué)院國家天文臺研究員劉元介紹，愛因斯坦探針衛(wèi)星兼具大視場和高靈敏度，是發(fā)現(xiàn)這些沉寂黑洞的利器，將擴(kuò)大已有樣本，為測繪黑洞的分布，以及進(jìn)一步理解其起源、演化和物質(zhì)吸積過程提供條件。

　　此外，愛因斯坦探針衛(wèi)星還將探尋來自引力波源的X射線信號，以增進(jìn)對極端致密天體及其合并過程的認(rèn)知。

　　“該衛(wèi)星將利用其大視場、高靈敏度、快速響應(yīng)的性能優(yōu)勢，開展引力波源的 X 射線對應(yīng)體的搜尋、后隨觀測和研究，還有望探測到理論預(yù)言的磁星驅(qū)動的X射線暫現(xiàn)源，為研究雙中子星的質(zhì)量分布、并合形成的新天體及其演化規(guī)律、并合拋射物的性質(zhì)等天體物理問題提供重要觀測依據(jù)?！眲⒃f。

　　“我可以在九游娛樂上玩什么類型的游戲？”

　　袁為民表示，愛因斯坦探針衛(wèi)星的科學(xué)目標(biāo)覆蓋了從太陽系附近的恒星活動，到銀河系和鄰近星系中的白矮星、中子星和黑洞爆發(fā)，再到更遙遠(yuǎn)星系中的超新星、宇宙中沉寂黑洞的爆發(fā)，一直到從宇宙最遙遠(yuǎn)深處、經(jīng)過漫長宇宙旅行才到達(dá)地球的伽馬射線暴。

　　愛因斯坦探針衛(wèi)星之所以能夠看得很寬，且能看清更深、更遠(yuǎn)的宇宙，得益于一項關(guān)鍵技術(shù)——龍蝦眼微孔陣列聚焦成像技術(shù)。

　　愛因斯坦探針衛(wèi)星共搭載了兩臺有效載荷，分別是寬視場X射線望遠(yuǎn)鏡（WXT）和后隨X射線望遠(yuǎn)鏡（FXT）。龍蝦眼微孔陣列聚焦成像技術(shù)主要用于寬視場X射線望遠(yuǎn)鏡。

　　“我們自主研發(fā)出了國際上最好的龍蝦眼微孔鏡片和寬視場X射線望遠(yuǎn)鏡，擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)。”愛因斯坦探針衛(wèi)星首席科學(xué)家助理、中國科學(xué)院國家天文臺研究員張臣告訴《中國科學(xué)報》。

　　自2010年起，科研人員開始研發(fā)龍蝦眼X射線成像技術(shù)。為確保技術(shù)可靠，愛因斯坦探針衛(wèi)星研制團(tuán)隊還開展了EP-WXT探路者“龍蝦眼X射線成像儀”（LEIA）試驗，于2022年7月27日搭載在中國科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院研制的空間新技術(shù)試驗衛(wèi)星（SATech-01）上，由中國科學(xué)院力學(xué)研究所抓總研制的“力箭一號”火箭發(fā)射升空。

　　2022年9月5日，LEIA試驗發(fā)布了國際首幅寬視場X射線聚焦成像天圖，標(biāo)志著我國率先掌握了X射線龍蝦眼聚焦成像技術(shù)，并實現(xiàn)了在軌試驗驗證。

　　“我們在國際上首次大規(guī)模運用龍蝦眼微孔陣列聚焦成像技術(shù)，實現(xiàn)了靈敏度和空間分辨率1至2個數(shù)量級的提升，使愛因斯坦探針衛(wèi)星在進(jìn)行大視場探測的同時，能夠精準(zhǔn)捕捉到宇宙中遙遠(yuǎn)暗弱的高能暫現(xiàn)源和轉(zhuǎn)瞬即逝的未知現(xiàn)象，并發(fā)布預(yù)警引導(dǎo)天地基其他天文設(shè)備進(jìn)行后隨觀測?！睆埑颊f。

　　據(jù)悉，愛因斯坦探針衛(wèi)星的設(shè)計壽命為5年。中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心負(fù)責(zé)工程大總體和地面支撐系統(tǒng)的研制建設(shè)，微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院負(fù)責(zé)抓總研制衛(wèi)星系統(tǒng)，國家天文臺負(fù)責(zé)科學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)研制建設(shè)，中國西安衛(wèi)星測控中心負(fù)責(zé)實施測控系統(tǒng)，中國航天科技集團(tuán)有限公司第一研究院負(fù)責(zé)運載火箭研制生產(chǎn)。

　　版權(quán)聲明：凡本網(wǎng)注明“來源：中國科學(xué)報、科學(xué)網(wǎng)、科學(xué)新聞雜志”的所有作品，網(wǎng)站轉(zhuǎn)載，請在正文上方注明來源和作者，且不得對內(nèi)容作實質(zhì)性改動；微信公眾號、頭條號等新媒體平臺，轉(zhuǎn)載請聯(lián)系授權(quán)。郵箱：。

　　兩院院士評選“2023年中國/世界十大科技進(jìn)展新聞”將于1月11日發(fā)布