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中国“极目”卫星上天 全天候“追捕”引力波

Apr 05
admin 2021-04-05 10:14 首页   浏览量:   次

来源:中国青年报 ( 2020年12月11日 01 版)

本报北京12月10日电(中青报·中青网记者 邱晨辉)2020年12月10日4时14分,我国在西昌卫星发射中心用长征十一号运载火箭,以“一箭双星”方式将引力波暴高能电磁对应体全天监测器送入预定轨道,发射获得圆满成功。

这一监测器由两颗完全相同的微小卫星组成,昵称为“极目”,两颗小卫星“小极”和“小目”分布于地球两侧,形成两“极”之势,犹如二“目”,将对黑洞、中子星等极端天体的剧烈爆发现象进行观测。

这是我国首次发射全天监测引力波电磁对应体的卫星,也是我国继2019年8月“太极一号”成功发射后,时隔一年再次发射空间科学卫星。“极目”要怎么才能“抓住”引力波,“追捕”引力波又有何意义?

引力波,实际上通常是指引力波暴。引力波暴是指两颗致密星——两颗黑洞、两颗中子星或一颗黑洞和一颗中子星并合产生的引力波。这是一种高频引力波,频率一般从几十到1000赫兹,也是目前为止人类唯一探测到的引力波。

2016年2月,美国激光干涉引力波天文台(LIGO)宣布人类于2015年9月14日首次探测到两颗黑洞并合产生的引力波,开启了“聆听宇宙”的引力波天文学时代。

中科院高能所“极目”卫星系统载荷总师李新乔说,引力波和与之相伴的伽马暴,都携带了丰富的物理信息,穿越亿万光年,向人们展现和描绘重大物理事件的始末。天文学家通过多种观测和数据分析手段,对其中所携带的信息进行解读,可以检验已有的理论模型,发展新的理论模型,从而揭示宇宙高能过程的内在规律。

李新乔表示,来自遥远的高能天体源的X射线和伽马射线虽然能量很高,但大都被地球大气所吸收。因此,对高能天体源的探测,只能在大气层之外的宇宙空间进行。这就让“极目”卫星有了用武之地,可以敏锐地发现肉眼不可见的X射线、伽马射线以及高能带电粒子。

2016年3月,中科院高能所提出引力波暴高能电磁对应体全天监测器项目概念,就是为了捕捉转瞬即逝的引力波高能电磁对应体,抓住引力波天文学时代的重要研究机遇。

据中科院高能所“极目”卫星科学应用系统副总师郑世界介绍,“极目”运行于相同轨道面内,两颗卫星联合可形成对天区的全天完整监测。

“对于转瞬即逝的引力波高能电磁对应体,‘极目’卫星也能毫不费力地捕捉到,而且能利用新型实时下传系统,引导各类观测设备进行后随观测。”郑世界说,“极目”卫星在监测天区范围、能区覆盖、探测灵敏度和定位精度等指标方面相对于国际上其他卫星具有显著的综合优势,预期将发现最大样本的引力波伽马暴和新型引力波电磁对应体,探索河外快速射电暴的产生原因,发现一批特殊伽马暴,监测一批磁星的完整爆发过程,推动破解黑洞、中子星等致密天体的形成和演化,以及双致密星并合之谜。

来自中科院的消息称,“极目”卫星于2018年底正式批复立项,自立项批复至发射仅用两年时间。李新乔说,“极目”研制周期短,任务重、难度大,卫星载荷研制团队平均年龄35岁,但工程经验丰富。

据他介绍,在原本紧张而有限的研制时间里,研制团队还遇上了突发的新冠肺炎疫情,载荷研制人员赴异地测试需隔离、外协单位生产受严重影响、无法面对面开协调会议……但研制人员一起忘我工作,终于不负众望,按照技术指标和计划进度完成了任务。

“此次发射的‘极目’卫星,将成为几年之内在轨运行的监测伽马暴灵敏度最高的天文卫星。”李新乔说,经过研制人员的精雕细琢,“极目”看得宽、看得远、看得清,练就了“火眼金睛”。

过去几年,暗物质粒子探测卫星“悟空”、实践十号返回式科学实验卫星、量子科学实验卫星“墨子”、硬X射线调制望远镜卫星“慧眼”……这些中科院空间科学先导专项一期的首批卫星,给人们带来一个又一个科学发现。

记者了解到,除“太极一号”和“极目”卫星之外,中科院专项二期还部署了先进天基太阳天文台、爱因斯坦探针和太阳风-磁层相互作用全景成像卫星等空间科学卫星计划,将在未来3至4年内陆续发射,有望在太阳爆发活动、时域天文学、日地关系等方面取得重大原创性成果。

2020年12月11日 01 版


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