中國(guó)將發(fā)射愛(ài)因斯坦探針 探索變幻莫測(cè)的宇宙

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

新華社北京3月16日電（記者喻菲、楊春雪）中國(guó)計(jì)劃于2023年底發(fā)射一顆新的X射線天文衛(wèi)星——愛(ài)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(yuǎn)、更暗弱的天體和轉(zhuǎn)瞬即逝的神秘現(xiàn)象。

愛(ài)因斯坦探針衛(wèi)星首席科學(xué)家、中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員袁為民在近期召開(kāi)的第35屆全國(guó)空間探測(cè)學(xué)術(shù)研討會(huì)上介紹，該衛(wèi)星項(xiàng)目已進(jìn)入正樣的最后研制階段。

袁為民說(shuō)，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(shí)間里就可以輻射巨大的能量，在X射線波段呈現(xiàn)復(fù)雜的亮度變化，時(shí)隱時(shí)現(xiàn)，例如正在吞噬恒星的黑洞、恒星死亡時(shí)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(guān)鍵階段，我們對(duì)其中一些物理本質(zhì)和過(guò)程仍不清楚，它們是宇宙學(xué)、星系研究的探針，也是探索極端條件下物理規(guī)律的實(shí)驗(yàn)室?！痹瑸槊裾f(shuō)，X射線是暫現(xiàn)源探測(cè)的重要波段，但目前科學(xué)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(chǎng)、高靈敏度、高分辨和快速響應(yīng)能力的新一代探測(cè)設(shè)備。

愛(ài)因斯坦探針衛(wèi)星首席科學(xué)家、中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員袁為民在第35屆全國(guó)空間探測(cè)學(xué)術(shù)研討會(huì)上介紹相關(guān)情況（3月1日攝）。新華社發(fā)（中國(guó)空間科學(xué)學(xué)會(huì)供圖）

科學(xué)家從龍蝦眼睛奇特的聚焦成像原理中受到啟發(fā)，設(shè)計(jì)出一種特殊的新型X射線望遠(yuǎn)鏡，同時(shí)具有超大觀測(cè)視野和更高的探測(cè)靈敏度。

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

他介紹，宇宙中很多天體都有軟X射線輻射，加上愛(ài)因斯坦探針的靈敏度相對(duì)較高，因此這顆衛(wèi)星的探測(cè)目標(biāo)非常廣泛，它的核心科學(xué)目標(biāo)是發(fā)現(xiàn)宇宙中的X射線暫現(xiàn)和劇變天體，監(jiān)測(cè)已知天體的活動(dòng)性；探究這些天體和現(xiàn)象的性質(zhì)及相關(guān)物理過(guò)程；發(fā)現(xiàn)和探索宇宙中沉寂黑洞的耀發(fā)；測(cè)繪黑洞的分布，進(jìn)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(hào)，以增進(jìn)對(duì)極端致密天體及其合并過(guò)程的認(rèn)知。

中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)X射線成像實(shí)驗(yàn)室自2010年起開(kāi)始研發(fā)龍蝦眼X射線成像技術(shù)，經(jīng)過(guò)多年關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，終于獲得突破，全面掌握了該項(xiàng)技術(shù)，并具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。團(tuán)隊(duì)在2022年7月發(fā)射的空間新技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星上開(kāi)展了該項(xiàng)技術(shù)的測(cè)試驗(yàn)證，在國(guó)際上首次獲得并公開(kāi)發(fā)布了寬視場(chǎng)X射線聚焦成像天圖。

該領(lǐng)域著名專家、英國(guó)萊斯特大學(xué)教授保羅·布賴恩表示，這項(xiàng)技術(shù)將對(duì)宇宙X射線監(jiān)測(cè)帶來(lái)變革性推動(dòng)，也顯示了愛(ài)因斯坦探針巨大的科學(xué)潛力。

據(jù)介紹，愛(ài)因斯坦探針是中國(guó)科學(xué)院空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)二期繼“太極一號(hào)”“懷柔一號(hào)”“夸父一號(hào)”之后，研制的又一顆空間科學(xué)衛(wèi)星，歐洲空間局、德國(guó)馬普地外物理研究所和法國(guó)航天局共同參與了衛(wèi)星項(xiàng)目。