中国“慧眼”巡天洞悉宇宙万千

资料来源:新华社制图:冯晓瑜

15日上午11时，我国在酒泉卫星发射中心用长征四号乙运载火箭，成功发射硬X射线调制望远镜卫星“慧眼”。

据介绍，“慧眼”是我国首颗大型X射线天文卫星，它将巡视银河系中的X射线源，详细研究黑洞和脉冲星，并监测伽马射线暴，探索利用脉冲星为航天器导航。卫星正常运行后，将使我国在X射线空间观测方面具有国际先进的暗弱变源巡天能力、独特的多波段快速光观测能力等，推动我国高能天体物理研究进入世界先进行列。

预期发现新的黑洞和中子星

宇宙看起来神秘而安静，其实每时每刻都在发生着各种剧烈的爆发和演化，这些高能天体的物理过程都会向外辐射X射线以及伽马射线，科学家可以通过观测X射线和伽马射线来研究这些天体的性质及辐射行为。

“慧眼”总重约2.5吨，载荷重量981公斤，同时安装了高、中、低能三组X射线望远镜，实际上是一座小型空间天文台。

中科院高能物理研究所研究员、卫星有效载荷总设计师卢方军介绍，这颗卫星首次实现了1－250keV的能区全覆盖，有利于从不同能段来观测和研究X射线天体的辐射机制。

由于“慧眼”有较大的视场，对银河系巡天是它最重要的使命。“我们预期会发现一些新的黑洞和中子星。”硬X射线调制望远镜卫星首席科学家张双南说，尽管其他国家已发射的同类卫星开展过巡天观测，但绝大多数X射线源都是变源，会不定期发生剧烈的耀发，并非一两次巡天就能发现的，因此“慧眼”将反复开展巡天扫描，及时探测银河系内天体源的耀发。

“天上黑洞、中子星那么多，但是现在还没有一个被彻底搞明白，所以会不断有卫星来观测它们。”张双南说，黑洞有时很“冷静”，有时很“暴躁”。当它“发脾气”时，产生的X射线流强度特别高。国外的卫星适合看“安静”的黑洞，而“慧眼”特别适合看“暴躁”的黑洞和中子星。“我们还不知道为什么有些黑洞‘发脾气’，所以我们希望对银河系的黑洞和中子星做比较详细的普查。”

找寻与引力波对应的电磁波

人类已探测到几次引力波，但全球科学家迫切地想找到与引力波相对应的电磁波信号，这是“慧眼”的另外一项重要使命。

参与卫星研制的科学家熊少林说，目前引力波事件的定位精度还很差，如果在其发生的同时或者相近时间，在其相同位置发现电磁信号，联合分析引力波信号和电磁信号，将会获得更多关于爆发天体的信息。

“已经发现的引力波还没有一个找到电磁对应体。如果只在一个波段观测，信息往往是不完整的，所以我们非常希望看到引力波产生时也有X射线、伽马射线或其他波段的信号，这些熟识的电磁波信号能帮助我们更好地认识引力波。”张双南说，“慧眼”有200keV至3MeV能区面积最大的伽马暴探测器，是目前国际上最好设备的10倍，预计一年可观测到近200个伽马暴，在今后引力波电磁对应体的搜寻中有可能取得一锤定音的效果。

如果能发现引力波的电磁对应体，这将成为‘慧眼’最精彩的科学成果。”

未来使中国空间科学进入世界先进行列

“慧眼”是继中欧合作地球空间探测双星，“悟空”号暗物质粒子探测卫星和“墨子”号量子科学实验卫星之后，我国又一颗重要的空间科学卫星。该卫星项目被纳入中科院空间先导专项计划，由中科院国家空间科学中心、遥感与数字地球研究所和高能物理研究所分别负责地面应用系统建设及卫星数据接收、处理、分发和科学应用。

这枚来之不易的太空望远镜凝聚了几代科学家的智慧与心血，将带动中国天文学研究整体发展，实现空间科学重大突破。

中科院院士顾逸东认为，中国空间科学与国际先进水平相比还有较大差距，应争取经过15年至20年的努力，使中国空间科学进入世界先进行列。

欧空局科学理事会科学支持办公室主任阿温德·帕马说，“慧眼”要通过X射线研究黑洞、中子星等，这些是全世界科学家都感兴趣的题目。“慧眼”升空后，将有很多机会与欧空局的几颗卫星开展联合观测，这比一颗卫星单独观测对科学研究更有好处。

“我对中国发展空间科学印象深刻，近两年发射的暗物质粒子探测卫星、量子卫星以及未来的发射计划都显示出中国有能力并致力于发展科学。”帕马说。

(本报北京6月15日专电)