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中国将发射爱因斯坦探针 探索变幻莫测的宇宙

来源:新华社2023-03-16 15:01

  爱因斯坦探针卫星构想图。新华社发(中国科学院微小卫星创新研究院供图)

  新华社北京3月16日电(记者喻菲、杨春雪)中国计划于2023年底发射一颗新的X射线天文卫星——爱因斯坦探针,有望捕捉超新星爆发出的第一缕光,帮助搜寻和精确定位引力波源,发现宇宙中更遥远、更暗弱的天体和转瞬即逝的神秘现象。

  爱因斯坦探针卫星首席科学家、中国科学院国家天文台研究员袁为民在近期召开的第35届全国空间探测学术研讨会上介绍,该卫星项目已进入正样的最后研制阶段。

  袁为民说,宇宙中有很多壮观和神奇的暂现源和爆发源,它们大多数在很短的时间里就可以辐射巨大的能量,在X射线波段呈现复杂的亮度变化,时隐时现,例如正在吞噬恒星的黑洞、恒星死亡时绽放的灿烂“烟火”。

  “快速暂现源产生于天体演化以及致密天体形成和演化的关键阶段,我们对其中一些物理本质和过程仍不清楚,它们是宇宙学、星系研究的探针,也是探索极端条件下物理规律的实验室。”袁为民说,X射线是暂现源探测的重要波段,但目前科学家已发现的暂现源只是宇宙中的冰山一角,需要具有极大视场、高灵敏度、高分辨和快速响应能力的新一代探测设备。

  爱因斯坦探针卫星首席科学家、中国科学院国家天文台研究员袁为民在第35届全国空间探测学术研讨会上介绍相关情况(3月1日摄)。新华社发(中国空间科学学会供图)

  科学家从龙虾眼睛奇特的聚焦成像原理中受到启发,设计出一种特殊的新型X射线望远镜,同时具有超大观测视野和更高的探测灵敏度。

  “也就是说,这种望远镜在看得很宽的同时,还可以看到更暗、更远的宇宙。正是得益于采用了龙虾眼望远镜技术,爱因斯坦探针卫星可以对目前知之甚少的软X射线波段进行大视场、高灵敏度、快速时域巡天监测。”袁为民说。

  他介绍,宇宙中很多天体都有软X射线辐射,加上爱因斯坦探针的灵敏度相对较高,因此这颗卫星的探测目标非常广泛,它的核心科学目标是发现宇宙中的X射线暂现和剧变天体,监测已知天体的活动性;探究这些天体和现象的性质及相关物理过程;发现和探索宇宙中沉寂黑洞的耀发;测绘黑洞的分布,进一步理解其起源、演化及如何吸积物质;探寻伴随引力波事件的X射线信号,以增进对极端致密天体及其合并过程的认知。

  中国科学院国家天文台X射线成像实验室自2010年起开始研发龙虾眼X射线成像技术,经过多年关键技术攻关,终于获得突破,全面掌握了该项技术,并具有完全自主知识产权。团队在2022年7月发射的空间新技术试验卫星上开展了该项技术的测试验证,在国际上首次获得并公开发布了宽视场X射线聚焦成像天图。

  该领域著名专家、英国莱斯特大学教授保罗·布赖恩表示,这项技术将对宇宙X射线监测带来变革性推动,也显示了爱因斯坦探针巨大的科学潜力。

  据介绍,爱因斯坦探针是中国科学院空间科学先导专项二期继“太极一号”“怀柔一号”“夸父一号”之后,研制的又一颗空间科学卫星,欧洲空间局、德国马普地外物理研究所和法国航天局共同参与了卫星项目。

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