2024-12-18
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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。
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)院國家天文臺研究員 袁為民:古代把超新星和新星這樣的爆發(fā)天體稱為“客星”,1054年記錄的超新星也被稱為“天關(guān)客星”?!疤礻P(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)作出了非常重要的貢獻(xiàn)。
如今,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?!疤礻P(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。
“天關(guān)”衛(wèi)星在軌運(yùn)行期間,開展了持續(xù)動態(tài)巡天監(jiān)測,成功捕捉到種類豐富的暫現(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。
袁為民介紹:我們發(fā)現(xiàn)了60個(gè)左右非常強(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。
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。
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射線雙“眼睛”捕捉
“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”?!疤礻P(guān)”衛(wèi)星如何探測銀河系之外遙遠(yuǎn)宇宙深處的暫現(xiàn)天體?少不了這7雙獨(dú)特的“眼睛”↓↓
“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,具備在天上發(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。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。
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。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)。
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。
據(jù)了解,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”,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。
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