2024-11-24
分享到
4月27日,2024中關(guān)村論壇年會平行論壇空間科學(xué)論壇在京舉行。由中國科學(xué)院牽頭實施的愛因斯坦探針(EP)衛(wèi)星任務(wù)發(fā)布了第一批在軌科學(xué)探測圖像。
愛因斯坦探針衛(wèi)星是今年1月9日發(fā)射升空的。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表示,現(xiàn)有測試結(jié)果表明,衛(wèi)星和載荷功能性能指標達到或超過設(shè)計目標,并取得了初步的科學(xué)探測結(jié)果。
寬視場X射線望遠鏡(WXT)首次報告的暫現(xiàn)源 (X射線數(shù)據(jù)版權(quán)EP科學(xué)中心)
愛因斯坦探針(Einstein Probe,簡稱EP)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”“夸父一號”之后,研制發(fā)射的又一顆空間科學(xué)衛(wèi)星。由中方主導(dǎo),歐洲航天局(ESA)、德國馬普地外物理研究所(MPE)和法國航天局(CNES)以國際合作形式參與衛(wèi)星研制。
愛因斯坦探針衛(wèi)星共搭載寬視場X射線望遠鏡(WXT)和后隨X射線望遠鏡(FXT)兩臺有效載荷。它是宇宙天體爆發(fā)的捕手,能精準捕捉到更加遙遠和暗弱的暫現(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)星首席科學(xué)家助理、寬視場X射線望遠鏡光學(xué)系統(tǒng)負責(zé)人、中國科學(xué)院國家天文臺研究員張臣說,宇宙中不僅有大家肉眼可見的星星,還有很多大家看不到的天體極端活動。比如星系死亡時或黑洞等致密天體周圍,引力場非常強,高能活動把周圍的物質(zhì)加速至高溫,發(fā)出了很多X射線,其中孕育著很多物理過程,研究這些過程有望破解物理學(xué)前沿領(lǐng)域的問題。
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表示,“愛因斯坦探針”衛(wèi)星負責(zé)在X射線波段探測宇宙中的爆發(fā)現(xiàn)象,這些現(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”是隨機出現(xiàn)的,很難預(yù)測,想要及時捕捉到,就需要對天空進行大范圍、不間斷的巡視。“愛因斯坦探針”就像一臺寬視場的攝像機,通過拍攝天空的X光的電影,來監(jiān)測天體的活動和爆發(fā)。
張臣說,衛(wèi)星的其中一個載荷寬視場X射線望遠鏡(WXT)負責(zé)“看得寬”,類似于“魚眼鏡頭”,有著世界上最大的X射線聚焦成像視場,幾乎覆蓋了全天的1/11。
此次首批圖像其中一張圖,展示的就是WXT最早發(fā)現(xiàn)的若干暫現(xiàn)源之一——伽馬射線a),也是EP衛(wèi)星團隊第一個在天文學(xué)家電報上報道的暫現(xiàn)源。袁為民說,2024年2月19日,也就是衛(wèi)星開機幾天之后,該伽馬射線暴在WXT視野中突然出現(xiàn),持續(xù)約100秒后消失。
“我們看到這個暫現(xiàn)源時,國外其他X射線望遠鏡基本沒有反應(yīng)。我們發(fā)布后,其他望遠鏡找尋觀測數(shù)據(jù)時才隱約發(fā)現(xiàn)有個模糊的小點?!睆埑家韵鄼C舉例來說,一些相機在拍攝夜景時有噪點,以前的望遠鏡噪點高,無法看到其中的一點星光。而WXT在國際上首次大規(guī)模應(yīng)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)星在進行大視場探測的同時,能夠精準捕捉到宇宙中遙遠暗弱的高能暫現(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)備進行后隨觀測。
衛(wèi)星另一個載荷后隨X射線望遠鏡(FXT)負責(zé)“看得深”,類似于長焦鏡頭,衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)目標后,會自動將“長焦鏡頭”對準它進行觀測。此次發(fā)布的另一張圖是FXT于2024年2月28日觀測到的蟹狀星云(Crab)。蟹狀星云是著名的超新星遺跡,其前身星爆發(fā)于1054年,中國宋代天文學(xué)家觀測到并詳細記載下來。
衛(wèi)星自2024年1月發(fā)射入軌以來,兩臺有效載荷寬視場X射線望遠鏡(WXT)和后隨X射線望遠鏡(FXT)在軌測試和儀器定標期間獲取了多組宇宙天體的X射線科學(xué)觀測數(shù)據(jù),已探測到新的暫現(xiàn)源17例、恒星耀發(fā)168例,并發(fā)布全球電報10余條,引導(dǎo)國際上包括最大的Keck等多個光學(xué)和射電望遠鏡、空間 X 射線天文臺開展了后隨觀測。
探測到的新暫現(xiàn)源具有不同的起源類型,有潮汐瓦解恒星事件(TDE)、伽馬射線暴、新的磁激變變星、新的X射線雙星等,觀測結(jié)果得到了國際同行的高度認可和關(guān)注,為國內(nèi)外地面和空間望遠鏡協(xié)同觀測提供了重要的指引。
張臣說,愛因斯坦探針衛(wèi)星正在進行標定觀測,標定觀測完成后將交付,科學(xué)家會按照既定的計劃進行科學(xué)觀測?!霸?月底交付,但宇宙中永遠都有隨機發(fā)現(xiàn)發(fā)生的事情,科學(xué)家經(jīng)常打斷我們的標定觀測,去看感興趣的事件。衛(wèi)星正源源不斷地發(fā)現(xiàn)很多新鮮的天體和事件,需要立刻做后隨或深入觀測。”他說,這是我國處于世界領(lǐng)先地位的一個天文設(shè)備,也讓科學(xué)家非常興奮。