昨天,“慧眼”卫星经过半年多的“试用期”,顺利“转正”,正式担当起研究黑洞、中子星等高能致密天体的研究任务。自从2017年6月15日发射升空,这半年多的时间,“慧眼”经历了怎样的“试用期”?“转正”之后又将面临什么样的挑战?科学人带着这些问题,采访了中国科学院高能物理研究所粒子天体物理中心主任、中科院粒子天体物理重点实验室主任、HXMT卫星首席科学家张双南教授。

美高梅注册,到2030和2035年,“发现极端宇宙”计划的第三步——“深巡”,还将先后发射热宇宙重子探寻者(HUBS)和微波背景偏振天文台(SCPT)两颗卫星,通过深度巡天的方式,去发现宇宙演化中“丢失”的重子物质,去探寻宇宙大爆炸的起源机制,“将我们的研究范围从邻近的极端天体推进到宇宙深处,将我们的研究主题从局域空间内物理规律扩展到宇宙组成和起源的基本理论。”

早在2016年6月,“慧眼”团队就向国内天文界公开征集核心观测提案。来自16家科研院所及高校的学者一共提交了90份观测提案,包含348个准备观测的目标天体源。这些工作就够“慧眼”忙7年的。

在半年多的在轨“试用期”里,“慧眼”卫星以超出预期的优异成绩完成了自己的各项测试任务。“慧眼”搭载的高能X射线望远镜(HE)和低能X射线望远镜(LE)的能量分辨率都达到了同类仪器的国际最好水平,还凭借高能主探测器面积大和波段宽的特性,成为国际上在0.2-3MeV能区有效面积最大的伽马射线暴探测器。

美高梅注册 1张双南教授

通过这些观测任务,“慧眼”预计会帮助科学家们:

“试用期”就这么耀眼,那“正式上岗”的“慧眼”接下来要做些什么呢?

张双南说:“我们预期每年能发现大约一百个伽马射线暴,当然如果有些伽马射线暴将来能和引力波事件建立关系,将会成为比较重要的进展。

不仅如此,“慧眼”
还积极参加各种国际天文联测,获得银道面扫描巡天、黑洞、中子星、太阳耀发等的大量观测数据,发布了30多个伽马射线暴的观测结果,直接测量到了目前能量最高的中子星磁场回旋吸收线,发现了中子星自转周期突变的新现象,完成了国内最高精度的脉冲星导航试验。在去年沸腾了整个天文界的大新闻——双中子星并合引力波事件中,“慧眼”对高能伽马射线辐射给出了严格的上限,为理解这个双中子星合并产生的电磁辐射起到了非常重要的作用,并作为重要贡献者参加了这篇历史性论文。

“慧眼”只是中国高能天体物理空间观测“发现极端宇宙”计划的第一步——“探索”。接下来的“详测”阶段,计划在2025年发射增强型X射线时变与偏振空间天文台(eXTP),“高精度、多手段地检验在强引力场、强磁场、高密度条件下的一系列基本物理规律,寻求对现有框架理论的突破。”

  • 发现一批新的天体源,尤其是中子星和黑洞为主的新的高能天体;

  • 长期高频次定点观测银河内的黑洞和中子星,理解黑洞和中子星系统的活动和演化机制;

  • 对中子星和黑洞的基本的性质,比如中子星的磁场和中子星的质量、黑洞的质量和黑洞的自转等做出新的测量,也可以了解它们为什么会有各种各样的活动性;

  • 利用其扩展到200 keV-3
    MeV能段的探测能力,获得新的伽马射线暴及其它爆发现象的能谱和时变观测数据,理解高能剧烈爆发天体的基本属性,研究宇宙深处大质量恒星的死亡以及中子星并合等过程中黑洞的形成。

当被问及对未来的期待,张双南还是那句老话,“我希望我现在预言的重要成果都说错了,那就说明,‘慧眼’看到了更重要的秘密。”(编辑:阿娇)

美高梅注册 2HXMT卫星巡天观测模式示意图

为了更好的支持“慧眼”的工作,中国科学院和国家自然科学基金委员会联合设立了“空间科学研究基金”,专门用于支持中国科学院空间科学先导专项中,包括“慧眼”在内的4颗卫星的科学研究。国防科工局和中国科学院也出台了《硬X射线调制望远镜卫星数据管理办法》,为中国和国际天文学界的科学研究工作提供更专业、更全面的服务,充分发挥“慧眼”的力量,促进数据应用和科学产出的最大化。

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