中國將發(fā)射愛因斯坦探針 探索變幻莫測的宇宙

愛因斯坦探針衛(wèi)星構(gòu)想圖。新華社發(fā)（中國科學院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院供圖）

中國計劃于2023年底發(fā)射一顆新的X射線天文衛(wèi)星——愛因斯坦探針，有望捕捉超新星爆發(fā)出的第一縷光，幫助搜尋和精確定位引力波源，發(fā)現(xiàn)宇宙中更遙遠、更暗弱的天體和轉(zhuǎn)瞬即逝的神秘現(xiàn)象。

愛因斯坦探針衛(wèi)星首席科學家、中國科學院國家天文臺研究員袁為民在近期召開的第35屆全國空間探測學術研討會上介紹，該衛(wèi)星項目已進入正樣的最后研制階段。

袁為民說，宇宙中有很多壯觀和神奇的暫現(xiàn)源和爆發(fā)源，它們大多數(shù)在很短的時間里就可以輻射巨大的能量，在X射線波段呈現(xiàn)復雜的亮度變化，時隱時現(xiàn)，例如正在吞噬恒星的黑洞、恒星死亡時綻放的燦爛“煙火”。

“快速暫現(xiàn)源產(chǎn)生于天體演化以及致密天體形成和演化的關鍵階段，我們對其中一些物理本質(zhì)和過程仍不清楚，它們是宇宙學、星系研究的探針，也是探索極端條件下物理規(guī)律的實驗室?！痹瑸槊裾f，X射線是暫現(xiàn)源探測的重要波段，但目前科學家已發(fā)現(xiàn)的暫現(xiàn)源只是宇宙中的冰山一角，需要具有極大視場、高靈敏度、高分辨和快速響應能力的新一代探測設備。

愛因斯坦探針衛(wèi)星首席科學家、中國科學院國家天文臺研究員袁為民在第35屆全國空間探測學術研討會上介紹相關情況（3月1日攝）。新華社發(fā)（中國空間科學學會供圖）

科學家從龍蝦眼睛奇特的聚焦成像原理中受到啟發(fā)，設計出一種特殊的新型X射線望遠鏡，同時具有超大觀測視野和更高的探測靈敏度。

“也就是說，這種望遠鏡在看得很寬的同時，還可以看到更暗、更遠的宇宙。正是得益于采用了龍蝦眼望遠鏡技術，愛因斯坦探針衛(wèi)星可以對目前知之甚少的軟X射線波段進行大視場、高靈敏度、快速時域巡天監(jiān)測。”袁為民說。

他介紹，宇宙中很多天體都有軟X射線輻射，加上愛因斯坦探針的靈敏度相對較高，因此這顆衛(wèi)星的探測目標非常廣泛，它的核心科學目標是發(fā)現(xiàn)宇宙中的X射線暫現(xiàn)和劇變天體，監(jiān)測已知天體的活動性；探究這些天體和現(xiàn)象的性質(zhì)及相關物理過程；發(fā)現(xiàn)和探索宇宙中沉寂黑洞的耀發(fā)；測繪黑洞的分布，進一步理解其起源、演化及如何吸積物質(zhì)；探尋伴隨引力波事件的X射線信號，以增進對極端致密天體及其合并過程的認知。

中國科學院國家天文臺X射線成像實驗室自2010年起開始研發(fā)龍蝦眼X射線成像技術，經(jīng)過多年關鍵技術攻關，終于獲得突破，全面掌握了該項技術，并具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)。團隊在2022年7月發(fā)射的空間新技術試驗衛(wèi)星上開展了該項技術的測試驗證，在國際上首次獲得并公開發(fā)布了寬視場X射線聚焦成像天圖。

該領域著名專家、英國萊斯特大學教授保羅·布賴恩表示，這項技術將對宇宙X射線監(jiān)測帶來變革性推動，也顯示了愛因斯坦探針巨大的科學潛力。

據(jù)介紹，愛因斯坦探針是中國科學院空間科學先導專項二期繼“太極一號”“懷柔一號”“夸父一號”之后，研制的又一顆空間科學衛(wèi)星，歐洲空間局、德國馬普地外物理研究所和法國航天局共同參與了衛(wèi)星項目。（記者喻菲、楊春雪）