2024-11-23
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新華網(wǎng)北京10月31日電(記者 王瑩)愛因斯坦探針衛(wèi)星(“天關(guān)”衛(wèi)星)在軌交付儀式暨成果發(fā)布會(huì)10月31日在中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心舉行。與我們熟悉的“悟空”號(hào)、“墨子”號(hào)等空間科學(xué)衛(wèi)星相比,“天關(guān)”衛(wèi)星的科學(xué)目標(biāo)是什么?自2024年1月9日成功發(fā)射以來(lái),取得了哪些科學(xué)成果?為什么這顆衛(wèi)星被命名為“天關(guān)”?
“天關(guān)”衛(wèi)星是中國(guó)科學(xué)院空間科學(xué)(二期)戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)立項(xiàng)并實(shí)施的空間科學(xué)衛(wèi)星系列任務(wù)之一,是面向時(shí)域天文學(xué)的發(fā)現(xiàn)型X射線天文探測(cè)衛(wèi)星。“天關(guān)”衛(wèi)星利用軟X射線這一新的監(jiān)測(cè)窗口,開展高靈敏度實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)時(shí)域巡天監(jiān)測(cè),旨在發(fā)現(xiàn)和探索宇宙中的X射線暫現(xiàn)源和爆發(fā)天體,并發(fā)布預(yù)警以引導(dǎo)其他天文設(shè)備進(jìn)行后隨跟蹤觀測(cè)。
“天關(guān)”衛(wèi)星2024年1月9日成功發(fā)射。衛(wèi)星上配備寬視場(chǎng)X射線望遠(yuǎn)鏡(WXT)和后隨X射線望遠(yuǎn)鏡(FXT),在為期半年的在軌測(cè)試中表現(xiàn)出色,性能超出設(shè)計(jì)預(yù)期。與國(guó)際上現(xiàn)有的同領(lǐng)域設(shè)備相比,“天關(guān)”衛(wèi)星的探測(cè)靈敏度和空間分辨率提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。
“天關(guān)”衛(wèi)星2024年1月9日成功發(fā)射,并于7月起開展常規(guī)的科學(xué)運(yùn)行。目前,“天關(guān)”衛(wèi)星以其卓越的X射線探測(cè)能力,探測(cè)到多種類型的暫現(xiàn)天體,并捕捉到幾例可能的新類型暫現(xiàn)源,成功獲取了由中國(guó)自主研制設(shè)備觀測(cè)到的首張全天X射線天圖,標(biāo)志著X射線時(shí)域天文領(lǐng)域進(jìn)入了新的時(shí)代。
在測(cè)試和運(yùn)行的初期階段,“天關(guān)”衛(wèi)星已經(jīng)探測(cè)到60例確定的暫現(xiàn)天體,上千例暫現(xiàn)天體候選體,以及480多例恒星耀發(fā),探測(cè)到上百例已知天體的爆發(fā)?!疤礻P(guān)”衛(wèi)星團(tuán)隊(duì)向國(guó)際天文界發(fā)送了100多條天文警報(bào),引導(dǎo)了國(guó)際上地面和空間多波段設(shè)備的后隨觀測(cè)?!疤礻P(guān)”衛(wèi)星所探測(cè)到的X射線暫現(xiàn)天體種類豐富,涉及了恒星、白矮星、中子星、各種質(zhì)量類型的黑洞、伽馬射線暴、超新星等,輻射持續(xù)時(shí)長(zhǎng)覆蓋了從幾十秒到幾個(gè)月,跨越了6個(gè)數(shù)量級(jí)。
在銀河系內(nèi),“天關(guān)”衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)了多個(gè)新的暫現(xiàn)源,其中一個(gè)可能是新的恒星級(jí)黑洞候選體或中子星,被命名為EP240904a。它還發(fā)現(xiàn)了位于雙星系統(tǒng)中的多個(gè)新的中子星和白矮星,并監(jiān)測(cè)到多個(gè)已知黑洞、中子星和白矮星雙星系統(tǒng)的爆發(fā)。
“天關(guān)”衛(wèi)星的視野不僅限于銀河系。在小麥哲倫云中,它探測(cè)到一個(gè)新的爆發(fā)源,研究表明其產(chǎn)生于一個(gè)非常罕見的白矮星與Be星組成的雙星系統(tǒng)。在更遠(yuǎn)的宇宙中,衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)了一例正在發(fā)生的中等質(zhì)量黑洞潮汐瓦解恒星事件EP240222a,實(shí)現(xiàn)了我國(guó)自主天文觀測(cè)設(shè)備在該領(lǐng)域“零的突破”。
“天關(guān)”探測(cè)到了約40例來(lái)自宇宙深處的快速暫現(xiàn)天體。令人驚奇的是,只有少部分是最常見的快速暫現(xiàn)天體——伽馬射線暴,而其余大部分則沒有伽馬射線輻射或相對(duì)偏弱,部分有可能來(lái)自于其他新的暫現(xiàn)天體類型。“天關(guān)”衛(wèi)星探路者LEIA(一個(gè) WXT 鑒定件模塊)捕捉到的LXT230307a,很可能來(lái)自于罕見的雙中子星并合所產(chǎn)生的大質(zhì)量中子星的X射線輻射。
“天關(guān)”探測(cè)到最遠(yuǎn)的天體是來(lái)自256億光年之外的伽馬射線a。這一發(fā)現(xiàn)表明了衛(wèi)星探測(cè)來(lái)自遙遠(yuǎn)的早期宇宙伽瑪暴的能力,也為進(jìn)一步理解恒星塌縮產(chǎn)生黑洞及相對(duì)論性噴流的物理過(guò)程提供了新的視角。該項(xiàng)工作是由“天關(guān)”科學(xué)團(tuán)隊(duì)主導(dǎo),聯(lián)合了國(guó)際上包括多個(gè)空間和地面多波段設(shè)備的龐大國(guó)際合作團(tuán)隊(duì)共同完成的。這不僅體現(xiàn)了“天關(guān)”在時(shí)域天文領(lǐng)域的引領(lǐng)作用,也彰顯了其國(guó)際影響力。
2024年4月8日,“天關(guān)”發(fā)現(xiàn)一例暫現(xiàn)天體EP240408a,并記錄了其X射線的一次劇烈爆發(fā)。此次爆發(fā)的亮度增強(qiáng)了300倍,持續(xù)了僅12秒。隨后,該X射線天后消失。此類中等時(shí)標(biāo)的暫現(xiàn)源,在以往的觀測(cè)中很少出現(xiàn)。該天體的光譜和時(shí)變特征與目前已知的天體類型均不完全一致,表明它可能屬于一種前所未知的暫現(xiàn)天體類別。這一發(fā)現(xiàn)對(duì)于拓展我們對(duì)宇宙暫現(xiàn)天體族群的認(rèn)識(shí)以及理解極端物理過(guò)程具有重要的科學(xué)價(jià)值。該成果作為“天關(guān)”團(tuán)隊(duì)首篇正式發(fā)表的科學(xué)論文,于北京時(shí)間10月30日在《中國(guó)科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué)》(SCIENCE CHINA Physics, Mechanics & Astronomy)期刊在線發(fā)表。
“天關(guān)”衛(wèi)星首席科學(xué)家,國(guó)家天文臺(tái)研究員袁為民表示:“EP240408a的發(fā)現(xiàn)可能預(yù)示著一類全新的暫現(xiàn)源類型。其輻射集中在X射線,且較為暗弱,持續(xù)時(shí)間只有10 天左右,很難被其他X射線和其他波段的望遠(yuǎn)鏡探測(cè)到?!礻P(guān)’衛(wèi)星早期的這些發(fā)現(xiàn)表明,我們之前所認(rèn)識(shí)的暫現(xiàn)天體可能只是冰山一角。這些發(fā)現(xiàn)對(duì)于我們研究宇宙中的極端天體及其物理過(guò)程的多樣性具有重要意義。我們將這一創(chuàng)新成果發(fā)表在中國(guó)的期刊上,也更加彰顯了在人類探索宇宙征程中的中國(guó)貢獻(xiàn)?!?
除了暫現(xiàn)天體以外,“天關(guān)”還觀測(cè)了其他豐富的天體類型,包括我們所在的太陽(yáng)系內(nèi)的月球、木星和土星、寧?kù)o狀態(tài)下的恒星、銀河系和近鄰星系中的致密天體和超新星遺跡、一直到遙遠(yuǎn)星系中的超大質(zhì)量黑洞和相對(duì)論性噴流、星系團(tuán)等等。
在10月31日舉行的衛(wèi)星在軌交付儀式暨成果發(fā)布會(huì)上,衛(wèi)星系統(tǒng)總師、中國(guó)科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院副院長(zhǎng)張永合作了“天關(guān)”衛(wèi)星在軌測(cè)試總結(jié)報(bào)告。相關(guān)單位簽署了衛(wèi)星在軌交付使用證書和委托書,衛(wèi)星正式在軌交付給中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)等科學(xué)用戶使用。
長(zhǎng)期以來(lái),中國(guó)科學(xué)院充分發(fā)揮體系化建制化優(yōu)勢(shì)和國(guó)家戰(zhàn)略科技力量的骨干引領(lǐng)作用,在2011年,發(fā)起了空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng),發(fā)射了一系列的科學(xué)衛(wèi)星,初步形成了以“悟空”“墨子”號(hào)等為代表的我國(guó)空間科學(xué)衛(wèi)星系列,推動(dòng)我國(guó)空間科學(xué)進(jìn)入創(chuàng)新發(fā)展的“快車道”。
在《國(guó)家空間科學(xué)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃(2024—2050年)》的指引下,中國(guó)科學(xué)院將梯次布局和論證實(shí)施系列科學(xué)衛(wèi)星,統(tǒng)籌和強(qiáng)化任務(wù)驅(qū)動(dòng)的基礎(chǔ)研究,打造空間科學(xué)高水平人才隊(duì)伍,深化國(guó)際合作,加強(qiáng)科學(xué)普及,不斷取得具有重大國(guó)際影響力的標(biāo)志性原創(chuàng)成果,加快實(shí)現(xiàn)空間科學(xué)高質(zhì)量發(fā)展,成為空間科學(xué)強(qiáng)國(guó)的目標(biāo)。
愛因斯坦探針(EP)衛(wèi)星是中國(guó)科學(xué)院空間科學(xué)(二期)先導(dǎo)專項(xiàng)發(fā)射的第9顆科學(xué)衛(wèi)星。將EP衛(wèi)星命名為“天關(guān)”衛(wèi)星。
“天關(guān)”源于我國(guó)北宋至和元年司天監(jiān)觀測(cè)并記錄的 “天關(guān)客星”超新星爆發(fā)(SN1054)。它作為人類歷史上最重要的天文事件之一,被世界科技史界稱為“中國(guó)新星”,其遺骸形成的蟹狀星云是國(guó)際天文屆廣泛引用的《梅西耶星表》(1771)中的第一號(hào)天體(M1)。將EP衛(wèi)星命名為“天關(guān)”衛(wèi)星,體現(xiàn)了中國(guó)在超新星爆發(fā)觀測(cè)記錄方面的深厚淵源和對(duì)世界天文學(xué)的卓越貢獻(xiàn)。