中國首顆X射線天文衛星升空 預期將發現新的黑洞

新華社甘肅酒泉6月15日電 題：中國睜開“慧眼”洞見驚心動魄的宇宙

新華社記者

6月15日，中國首顆X射線天文衛星“慧眼”從酒泉衛星發射中心升空，它將揭示宇宙中驚心動魄的圖景：黑洞吞噬被撕裂的星星、脈沖星瘋狂旋轉、宇宙深處猛烈的爆炸……

據國防科工局消息，這顆衛星全稱為硬X射線調制望遠鏡，由長征四號乙運載火箭送入550公里近地圓軌道。它將巡視銀河系中的X射線源，詳細研究黑洞和脈沖星，并監測伽馬射線暴，探索利用脈沖星為航天器導航。

它被命名為“慧眼”，寓意中國在太空“獨具慧眼”，能穿過星際物質的遮擋“看”宇宙中的X射線，也為紀念推動中國高能天體物理發展的已故科學家何澤慧。

科學家希望通過“慧眼”解開黑洞演化、中子星強磁場等劇烈天文過程中的種種謎團，研究極端引力條件下的廣義相對論和極端密度條件下的中子星物態，以及極端磁場條件下的物理規律等基礎科學問題，這些是現代物理學有可能獲得突破的重要方向。

空間科學之重器

“慧眼”重約2.5噸，載荷重量981公斤，其上同時安裝了高、中、低能三組X射線望遠鏡，實際上是一座小型空間天文臺。

據中科院高能物理研究所研究員、衛星有效載荷總設計師盧方軍介紹，這顆衛星首次實現了1－250keV的能區全覆蓋，有利于從不同能段來觀測和研究X射線天體的輻射機制。

“慧眼”的探測面積很大，尤其是高能望遠鏡的探測面積超過了5000平方厘米，是國際上同能區探測器中面積最大的。“面積越大，探測到的信號就會越多，就越有可能發現其他望遠鏡看不到的現象。”參與衛星研制的科學家熊少林說。

“慧眼”的視場也很大，約兩天即可完成對銀道面的掃描，有利于監測暫現源。“對于一個已知源，當然也有可能取得新發現，但對于一個新的源，新發現的概率當然會更大。”熊少林說。

“慧眼”是建立在中國科學家李惕碚和吳枚提出的直接解調成像方法之上的準直型望遠鏡，因此它還具有觀測亮源的優勢。

據低能望遠鏡主任設計師陳勇介紹，X射線能量越低，光子數量就越多。“在觀測低能段亮源時，聚焦型望遠鏡會把所有X射線光子都聚到一點上，導致曝光過度，只能看到白茫茫一片；而我們的望遠鏡可以把光子分散開，看多亮的源，都不會晃瞎眼。”

特別值得一提的是，在“慧眼”首席科學家張雙南的建議下，在不增加和更改軟硬件的前提下，只要對探測器工作高壓做適當調整，高能望遠鏡主探測器中原本用于屏蔽本底X射線光子的碘化銫晶體就可用來觀測伽馬射線暴了。這一創新設想將“慧眼”的觀測能區進一步推高到3MeV。

來自中國航天科技集團公司五院的衛星副總設計師倪潤立說，根據這顆衛星的科學目標，研制人員為它制定了巡天觀測、小天區觀測和定點觀測等多種工作模式。

研制人員還為中、低能探測器設計了一把“遮陽傘”。“高能探測器的溫度要在18攝氏度左右，而中、低能探測器的溫度卻可能低至－80攝氏度或－40攝氏度。這就好比一個人穿同一件衣服，卻要在南極和赤道都能生存下來。‘遮陽傘’就是為了實現低溫工作環境。”衛星熱控副主任設計師周宇鵬說。