焦點快報!HXMT望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星,做太空中最智慧的眼睛

最近，我國慧眼衛(wèi)星團隊在編號為Swift J0243.6+6124的中子星X射線雙星中發(fā)現(xiàn)了能量高達(dá)146千電子伏的回旋吸收線，其對應(yīng)的中子星表面磁場強度超過16億特斯拉?？茖W(xué)家表示，這是繼2020年直接測量到約10億特斯拉的宇宙最強磁場之后，慧眼衛(wèi)星再次大幅度刷新了最高能量回旋吸收線和宇宙最強磁場直接測量的世界紀(jì)錄。

(資料圖片)

慧眼衛(wèi)星觀測吸積脈沖星藝術(shù)圖

（圖片來源：中科院高能所）

慧眼衛(wèi)星憑什么刷新世界紀(jì)錄？我們又為什么要建造它？與其它天文衛(wèi)星相比又有什么特點和突破？今天，就讓我們前去一探究竟。

一、慧眼衛(wèi)星是什么？

為了研究黑洞、中子星等高能致密天體的基本物理性質(zhì)以及對周圍時空的影響，中國科學(xué)院高能物理研究所和航天科技集團五院等單位研制了我國第一顆空間X射線天文衛(wèi)星——“慧眼”硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡（HXMT）衛(wèi)星。 這是中國第一顆空間X射線天文衛(wèi)星，于2017年6月15日發(fā)射升空。

HXMT發(fā)射現(xiàn)場 （圖片來源：Insight—HXMT)

它主要由衛(wèi)星平臺和有效載荷構(gòu)成，總重量約2500Kg，將在高度550公里、傾角43°的近地圓軌道上運行。搭載了三個空間望遠(yuǎn)鏡，包括高能X射線望遠(yuǎn)鏡、中能X射線望遠(yuǎn)鏡和低能X射線望遠(yuǎn)鏡。

二、為什么要建造慧眼衛(wèi)星？

空間天文望遠(yuǎn)鏡實際上開創(chuàng)了人類探索宇宙的一個窗口。在開創(chuàng)這個領(lǐng)域之后，人類發(fā)射了各種各樣的天文衛(wèi)星，其中也包括我們很熟悉的哈勃天文衛(wèi)星。中國作為航天大國，希望運用自己的力量在航天領(lǐng)域助力科學(xué)，進(jìn)入空間開展基礎(chǔ)研究，“慧眼”硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡（HXMT）衛(wèi)星應(yīng)運而生，成為國人探索宇宙的突破口。

哈勃望遠(yuǎn)鏡 (圖片來源：NASA)

在宇宙中，當(dāng)物質(zhì)被致密天體的引力俘獲后，會以螺旋運動掉向中心天體，速度越來越快，溫度越來越高，最后會發(fā)出強烈的、比一般X射線能量高的硬X射線。 雖然X射線穿透能力比較強，但也不能穿透地球大氣，所以我們必須要到地球大氣層以外才有可能探測到來自天體的X射線。

HXMT衛(wèi)星目的就是接收來自天體的X射線，當(dāng)然這種天體可以是中子星，也可以是黑洞?？茖W(xué)家希望尋找尚未被發(fā)現(xiàn)的黑洞和中子星，同時，對已經(jīng)知道的也進(jìn)行觀測和研究，從而拓展我們對于黑洞和中子星的知識。

三、慧眼衛(wèi)星強在哪里？

硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡（HXMT）衛(wèi)星在能量覆蓋范圍、探測面積和能量分辨率等方面具有明顯的綜合優(yōu)勢，將為國內(nèi)外科學(xué)家提供大批高質(zhì)量觀測數(shù)據(jù)，使我國在大天區(qū)高靈敏度快速巡天、黑洞、中子星等天體的硬X射線快速光變研究以及劇烈高能爆發(fā)現(xiàn)象的監(jiān)測等領(lǐng)域達(dá)到國際先進(jìn)水平。

**1、能量覆蓋面積廣。**首先，這個X射線的儀器覆蓋范圍比較廣的，覆蓋從1kev到300kev左右，有基本上300倍的能量覆蓋的范圍，如果再加上對伽馬射線暴的探測能力，到3000個kev，覆蓋的范圍就有3000倍，很少有這樣一個衛(wèi)星能有這樣寬的光子覆蓋范圍。

**2、儀器幾何面積大。**比如，高能段儀器的幾何面積達(dá)到了5000平方厘米，這是在這個能量段最大的面積。

**3、望遠(yuǎn)鏡視場寬。**比如，我們將會對中子星和黑洞進(jìn)行非常高統(tǒng)計量、高波段的研究，這是以前的天文望遠(yuǎn)鏡或者X射線望遠(yuǎn)鏡比較難做到的。由于視場相對比較寬，面積又比較大，這樣我們對于銀河系內(nèi)的一些比較弱的源變化就會比較敏感，所以我們會對銀河系進(jìn)行巡天的工作，來搜尋銀河系內(nèi)有多少像這樣的比較暗弱、隨時間變化的天體，這對我們理解銀河系內(nèi)的中子星和黑洞都是非常重要的，適合用來進(jìn)行天體物理的研究。

與國外的X射線衛(wèi)星相比，慧眼衛(wèi)星在以上許多方面具有優(yōu)勢，它打開了觀測黑洞、中子星硬X射線快速光變和能譜研究的新窗口。同時我們也期望，在接下來的科學(xué)研究中，能有更多意外的收獲，盼望著HXMT能帶給我們更多意外的驚喜。

出品：科普中國

作者：中國科普博覽

標(biāo)簽： 射線望遠(yuǎn)鏡 天文衛(wèi)星 世界紀(jì)錄