中国睁开“慧眼” 洞见惊心动魄的宇宙

6月15日，中国首颗X射线天文卫星“慧眼”从酒泉卫星发射中心升空，它将揭示宇宙中惊心动魄的图景：黑洞吞噬被撕裂的星星、脉冲星疯狂旋转、宇宙深处猛烈的爆炸……

这颗卫星全称为硬X射线调制望远镜，由长征四号乙运载火箭送入550公里近地圆轨道。它将巡视银河系中的X射线源，详细研究黑洞和脉冲星，并监测伽马射线暴，探索利用脉冲星为航天器导航。

它被命名为“慧眼”，寓意中国在太空“独具慧眼”。

科学家希望通过“慧眼”解开黑洞演化、中子星强磁场等剧烈天文过程中的种种谜团，研究极端引力条件下的广义相对论和极端密度条件下的中子星物态，以及极端磁场条件下的物理规律等基础科学问题，这些是现代物理学有可能获得突破的重要方向。

空间科学之重器

“慧眼”重约2.5吨，载荷重量981公斤，其上同时安装了高、中、低能三组X射线望远镜，实际上是一座小型空间天文台。

据中科院高能物理研究所研究员、卫星有效载荷总设计师卢方军介绍，这颗卫星首次实现了1－250keV的能区全覆盖，有利于从不同能段来观测和研究X射线天体的辐射机制。

“慧眼”的探测面积很大，尤其是高能望远镜的探测面积超过了5000平方厘米，是国际上同能区探测器中面积最大的。“面积越大，探测到的信号就会越多，就越有可能发现其他望远镜看不到的现象。”参与卫星研制的科学家熊少林说。

来自中国航天科技集团公司五院的卫星副总设计师倪润立说，根据这颗卫星的科学目标，研制人员为它制定了巡天观测、小天区观测和定点观测等多种工作模式。

活捉黑洞、脉冲星

由于“慧眼”有较大的视场，对银河系巡天是它最重要的使命。“我们预期会发现一些新的黑洞和中子星。”“慧眼”首席科学家张双南说。“天上黑洞、中子星那么多，但是现在还没有一个被彻底搞明白，所以会不断有卫星来观测它们。”

神秘莫测的黑洞还隐藏着很多秘密。“黑洞能产生X射线等各种辐射，还有可能产生高能宇宙线以及强烈的喷流。它们究竟在干什么？现在人类只有二三十个黑洞的样本，能发现更多当然好，对已发现的黑洞我们也希望研究得更清楚，找到黑洞只是开始。”张双南说。

据他描述，黑洞有时很“冷静”，有时很“暴躁”。当它“发脾气”时，产生的X射线流强特别高。国外的卫星适合看“安静”的黑洞，而“慧眼”特别适合看“暴躁”的黑洞和中子星。

此外，“慧眼”还要给宇宙中诡异的中子星（脉冲星）“把把脉”。“我们还不清楚中子星的内部是什么。它们具有超强的引力场、电磁场和核密度，可谓极端物理的天然实验室。通过研究中子星的X射线，我们可以测量其表面的磁场强度，研究高密度、强磁场下物质的性质。”张双南说。

期待意外发现

人类已探测到几次引力波，但科学家急切想找到与引力波相对应的电磁波信号，这也是“慧眼”的一项重要使命。

熊少林说，目前引力波事件的定位精度还很差，如果在其发生的同时或者相近时间，在其相同位置发现电磁信号，联合分析引力波信号和电磁信号会获得更多关于爆发天体的信息。一些科学家怀疑伽马射线暴很可能是引力波事件的电磁对应体。

张双南说：“已经发现的引力波还没有一个找到电磁对应体。如果只在一个波段观测，往往信息是不完整的，所以我们非常希望看到引力波产生时也有X射线、伽马射线或其他波段的信号，这些熟识的电磁波信号能帮助我们更好地认识引力波。”

他认为，寻找引力波电磁对应体极为重要。“慧眼”有200keV至3MeV能区面积最大的伽马暴探测器，是目前国际上最好设备的10倍，预计一年可观测到近200个伽马暴，在今后引力波电磁对应体的搜寻中有可能取得一锤定音的效果。

据新华网

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