我國首顆X射線天文衛(wèi)星“慧眼”發(fā)射升空。
2018年前夜，國家主席習近平發(fā)表新年賀詞時表示：“科技創(chuàng)新、重大工程建設(shè)捷報頻傳。‘慧眼’衛(wèi)星遨游太空……”
聽到這句話，“慧眼”項目首席科學(xué)家張雙南心中為之一振：“習總書記這么重視科學(xué)，讓我們很受鼓舞，也讓我們倍感責任重大。我們將努力奮斗，盡快用好的科學(xué)成果回報國家的支持?！?/p>
2017年6月15日，我國首顆X射線天文衛(wèi)星“慧眼”在萬眾矚目中升空。張雙南向《中國科學(xué)報》記者透露，半年以來，“慧眼”已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了幾十個伽馬射線暴，在中子星、黑洞觀測方面取得了初步成果，并在銀河系掃描方面取得了關(guān)鍵結(jié)果。
廿載奔波 終成正果
“慧眼”全稱“硬X射線調(diào)制望遠鏡衛(wèi)星”（HXMT）。它的出現(xiàn)，填補了我國空間X射線天文衛(wèi)星探測的空白。
“硬X射線”是X射線的一種。波長較短、能量較高的被稱為“硬X射線”，波長較長、能量較低的被稱為“軟X射線”。 X射線是外太空的“?？汀薄Ｃ}沖星、伽馬射線暴、超新星遺跡、黑洞等都會發(fā)出X射線，包括硬X射線。但是，由于X射線穿越地球大氣層時會嚴重衰減，通過望遠鏡衛(wèi)星在空間軌道捕捉X射線，特別是硬X射線，就成為各國科學(xué)家競相追逐的目標。
1999年，美國發(fā)射了錢德拉X射線天文臺，歐洲發(fā)射了XMM—牛頓衛(wèi)星，成為世界X射線天文學(xué)時代開啟的標志性事件。那時，中國的硬X射線衛(wèi)星尚屬空白，可中國科學(xué)家早已醞釀了一個雄心勃勃的空間科學(xué)計劃。
1994年，中科院院士、高能所研究員李惕碚提出基于直接解調(diào)方法的硬X射線調(diào)制望遠鏡的設(shè)想，目標是完成人類首次硬X射線成像巡天，發(fā)現(xiàn)大批黑洞，深入研究中子星和黑洞強引力場中的動力學(xué)和高能輻射過程。
“我總想做一點新的東西，特別是做出跟西方主流不一樣的東西?！崩钐桧赵缡钦f。
經(jīng)過近20年的奔走呼吁，2011年3月，硬X射線調(diào)制望遠鏡衛(wèi)星工程由國防科工局與財政部共同批復(fù)立項，用戶單位為中科院，中科院將該工程納入空間先導(dǎo)專項計劃。
隨著2017年6月15日“慧眼”的升空，中國一大批科學(xué)家的天文夢想有了實現(xiàn)的平臺。
分秒必爭 視野無涯
2017年6月16日，就在“慧眼”發(fā)射升空后的24小時，地面工作人員收到了它傳送回來的第一批數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量超過2GB。經(jīng)驗證，數(shù)據(jù)質(zhì)量良好。
從這時起，直到“慧眼”壽命的最后一刻，工作人員都能從“慧眼”那里收到源源不斷的數(shù)據(jù)，因為“慧眼”具有復(fù)雜的熱控保障、對地測控與數(shù)傳保障以及載荷長期工作下的能源保障能力，可以全天時接收來自宇宙的信息。
“慧眼”不僅看得勤，還看得清。爭分奪秒、不眠不休，為的就是把那宇宙“看得清清楚楚、明明白白、真真切切”。
與國外已經(jīng)發(fā)射的只能看到軟X射線的先遣衛(wèi)星相比，“‘慧眼’是世界上探測能區(qū)覆蓋范圍最廣的天文望遠鏡之一，可以進行很寬譜段的X射線和伽馬射線觀測。”張雙南說。
總重量2.5噸的“慧眼”裝載著高能、中能、低能X射線望遠鏡和空間環(huán)境監(jiān)測器，可觀測1keV至250keV能量范圍的X射線和監(jiān)測200keV至3MeV能量范圍的伽馬射線。這一特點讓“慧眼”不僅可以將宇宙事件從發(fā)生、發(fā)展到結(jié)束的全過程盡收眼底，還能看清楚這些景象出現(xiàn)時的時變過程，相比國際上同類衛(wèi)星，有更高的時間分辨率。
同時，“慧眼”采用直接解調(diào)成像的方法，通過掃描觀測，完成寬波段、高靈敏度、高分辨率的空間X射線成像。
張雙南介紹，“慧眼”主要工作模式包括巡天觀測、定點觀測、小天區(qū)掃描模式和伽馬射線全天監(jiān)測。
如今，“慧眼”正在對銀道面進行巡天觀測，發(fā)現(xiàn)新的高能變源和已知高能天體的新活動；通過觀測和分析黑洞、中子星等高能天體的光變和能譜性質(zhì)，加深對致密天體和黑洞強引力場中動力學(xué)和高能輻射過程的認識，等等。
“慧眼”觀天 首戰(zhàn)告捷
2017年10月16日，一條與引力波有關(guān)的消息再次轟動了全世界。
美國國家科學(xué)基金會宣布，科學(xué)家于2017年8月17日首次發(fā)現(xiàn)雙中子星并合引力波事件，國際引力波電磁對應(yīng)體觀測聯(lián)盟發(fā)現(xiàn)了該引力波事件的電磁對應(yīng)體。
這其中，有“慧眼”的功勞。
這次引力波事件把“慧眼”再次推上了世界天文學(xué)的舞臺。中科院高能所副研究員熊少林告訴記者，“‘慧眼’發(fā)射之后一直在進行調(diào)試，剛調(diào)試兩個多月就參與了這個大發(fā)現(xiàn)，很幸運?！?/p>
盡管沒有直接探測到該引力波事件的伽馬射線爆發(fā)，鑒于“慧眼”觀測限制的重要性，“慧眼”不僅以合作組形式加入了報告本次歷史性發(fā)現(xiàn)的論文，在論文的正文部分報告了觀測結(jié)果；而且，“慧眼”的詳細分析結(jié)果還以獨立論文的形式于10月16日以封面文章同步發(fā)表在《中國科學(xué)：物理學(xué)力學(xué)天文學(xué)》雜志英文版上。
“‘慧眼’完成在軌測試后，現(xiàn)在衛(wèi)星已經(jīng)處于常規(guī)科學(xué)觀測模式，并開始執(zhí)行根據(jù)用戶需求制定的觀測計劃?！睆堧p南告訴記者。今年1月8日到10日，中科院高能物理研究所召開了第一屆“慧眼”用戶大會，包括來自臺灣和香港的中國30多個高校和科研單位的150多位學(xué)者齊聚一堂，共同商討了“慧眼”衛(wèi)星科學(xué)研究工作并且進行了用戶培訓(xùn)，以期讓“慧眼”的科學(xué)能力得到更充分的發(fā)揮。
?。ㄔd于《中國科學(xué)報》 2018-01-11 第1版 要聞)
附件下載：
