捕捉宇宙天體爆發 中國發射愛因斯坦探針衛星
香港文匯報訊(記者 劉凝哲 北京報道)2024年1月9日15時03分,中國在西昌衛星發射中心採用長征二號丙運載火箭,成功將愛因斯坦探針科學衛星發射升空,衛星順利進入預定軌道,發射任務取得圓滿成功。據介紹,愛因斯坦探針衛星是中國科學院空間科學先導專項繼「悟空」「墨子號」「慧眼」「實踐十號」「太極一號」「懷柔一號」「夸父一號」之後,研製發射的又一顆空間科學衛星,它被稱為是宇宙天體爆發的捕手,能精準捕捉到更加遙遠和闇弱的暫現源和爆發天體,探尋來自引力波源的X射線信號,對研究恒星活動、黑洞和中子星等緻密天體的形成、演化、併合等過程具有重要科學意義。
「探針在天文學的探測設備裏邊是經常用的一個詞語,表示是一個可以用來探測未知領域的工具」,愛因斯坦探針衛星首席科學家袁為民說。這顆衛星可以捕捉宇宙中突然出現的一種爆發的現象,或者是天體的劇烈活動,這種在宇宙中忽然出現、持續一段時間、轉瞬即逝的天體也被稱為暫現源。宇宙中壯觀神奇的暫現源和爆發源,在很短時間內可以輻射巨大能量,這些能量集中在X射線波段,呈現複雜的亮度變化,就像不斷綻放的「宇宙焰火」。愛因斯坦探針衛星將運行在距離地面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、動態成像巡天監測。它就像一個宇宙天體爆發的「捕手」,精準捕捉更加遙遠和闇弱的暫現源和爆發天體,同時監測已知天體的活動,探究其本質和物理過程。
首次大規模運用「龍蝦眼」成像技術
愛因斯坦探針衛星共搭載了寬視場X射線望遠鏡(WXT)和後隨X射線望遠鏡(FXT)兩台有效載荷。科學家們想捕捉到更遙遠、更加闇弱的爆發現象和暫現天體,就需要望遠鏡具有更寬的視野、更高的靈敏度和空間分辨率。愛因斯坦探針衛星在國際上首次大規模運用了「龍蝦眼」微孔陣列聚焦成像技術。專家介紹,龍蝦眼睛由很多方形微孔組成,這種複眼結構讓龍蝦獲得很大的視野,科學家從龍蝦眼睛奇特的聚焦成像中受到了啟發,提出了仿生「龍蝦眼」的微孔陣列X射線聚焦成像原理。經過多年科研攻關和自主創新,中國科學家們最終給愛因斯坦探針衛星裝上了「龍蝦眼」望遠鏡,實現觀測靈敏度和空間分辨率相比同類型設備提升10倍以上,探測能力國際領先。
據介紹,發射升空後,科研團隊首先將對衛星展開在軌的全面測試,對衛星和載荷的性能進行一系列驗證。值得一提的是,在愛因斯坦探針正式投入觀測後,一旦發現新的暫現或爆發天體,衛星不僅能自動調整姿態、快速指向並鎖定目標,開展精細的自主觀測,其暫現源的警報系統還能通過北斗網絡下傳到科學運行中心,引導全球的天文望遠鏡開展多波段後隨觀測,來獲得更為豐富的觀測數據。協同觀測合作,可以令探測能段覆蓋得更寬,探測效果更好,更好地推動科學家對動態宇宙和極端宇宙的認識。