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中國計劃今年底發射愛因斯坦探針,探索變幻莫測的宇宙

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2023-03-16 15:31 | 稿件來源:新華社

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中國計劃於2023年底發射一顆新的X射線天文衛星——愛因斯坦探針,有望捕捉超新星爆發出的第一縷光,幫助搜尋和精確定位引力波源,發現宇宙中更遙遠、更暗弱的天體和轉瞬即逝的神秘現象。

愛因斯坦探針衛星構想圖。新華社發(中國科學院微小衛星創新研究院供圖)

愛因斯坦探針衛星首席科學家、中國科學院國家天文台研究員袁為民在近期召開的第35屆全國空間探測學術研討會上介紹,該衛星項目已進入正樣的最後研制階段。

袁為民說,宇宙中有很多壯觀和神奇的暫現源和爆發源,它們大多數在很短的時間里就可以輻射巨大的能量,在X射線波段呈現復雜的亮度變化,時隱時現,例如正在吞噬恒星的黑洞、恒星死亡時綻放的燦爛“煙火”。

“快速暫現源產生於天體演化以及致密天體形成和演化的關鍵階段,我們對其中一些物理本質和過程仍不清楚,它們是宇宙學、星系研究的探針,也是探索極端條件下物理規律的實驗室。”袁為民說,X射線是暫現源探測的重要波段,但目前科學家已發現的暫現源只是宇宙中的冰山一角,需要具有極大視場、高靈敏度、高分辨和快速響應能力的新一代探測設備。

愛因斯坦探針衛星首席科學家、中國科學院國家天文台研究員袁為民在第35屆全國空間探測學術研討會上介紹相關情況(3月1日攝)。新華社發(中國空間科學學會供圖)

科學家從龍蝦眼睛奇特的聚焦成像原理中受到啟發,設計出一種特殊的新型X射線望遠鏡,同時具有超大觀測視野和更高的探測靈敏度。

“也就是說,這種望遠鏡在看得很寬的同時,還可以看到更暗、更遠的宇宙。正是得益於採用了龍蝦眼望遠鏡技術,愛因斯坦探針衛星可以對目前知之甚少的軟X射線波段進行大視場、高靈敏度、快速時域巡天監測。”袁為民說。

他介紹,宇宙中很多天體都有軟X射線輻射,加上愛因斯坦探針的靈敏度相對較高,因此這顆衛星的探測目標非常廣泛,它的核心科學目標是發現宇宙中的X射線暫現和劇變天體,監測已知天體的活動性;探究這些天體和現象的性質及相關物理過程;發現和探索宇宙中沉寂黑洞的耀發;測繪黑洞的分布,進一步理解其起源、演化及如何吸積物質;探尋伴隨引力波事件的X射線信號,以增進對極端致密天體及其合並過程的認知。

中國科學院國家天文台X射線成像實驗室自2010年起開始研發龍蝦眼X射線成像技術,經過多年關鍵技術攻關,終於獲得突破,全面掌握了該項技術,並具有完全自主知識產權。團隊在2022年7月發射的空間新技術試驗衛星上開展了該項技術的測試驗證,在國際上首次獲得並公開發佈了寬視場X射線聚焦成像天圖。

該領域著名專家、英國萊斯特大學教授保羅·布賴恩表示,這項技術將對宇宙X射線監測帶來變革性推動,也顯示了愛因斯坦探針巨大的科學潛力。

據介紹,愛因斯坦探針是中國科學院空間科學先導專項二期繼“太極一號”“懷柔一號”“誇父一號”之後,研制的又一顆空間科學衛星,歐洲空間局、德國馬普地外物理研究所和法國航天局共同參與了衛星項目。


【編輯:馬華】

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