中國(guó)太空望遠(yuǎn)鏡升空 “慧眼”是能看黑洞的天文望遠(yuǎn)鏡

6月15日上午11點(diǎn)，我國(guó)在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心采用長(zhǎng)征四號(hào)乙運(yùn)載火箭，成功發(fā)射了首顆X射線空間天文衛(wèi)星“慧眼”。“慧眼”將成為我國(guó)第一個(gè)真正意義上的太空望遠(yuǎn)鏡，通過(guò)它我們可以更加深入地觀察宇宙樣貌、探索宇宙奧秘。

我國(guó)發(fā)射首顆X射線空間天文衛(wèi)星

“慧眼”全稱硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星，是我國(guó)第一顆X射線天文科學(xué)衛(wèi)星。衛(wèi)星設(shè)計(jì)壽命4年，呈立方體構(gòu)型，總質(zhì)量約2.5噸，在距離地面550公里的軌道上運(yùn)行，它裝載了高能、中能、低能X射線望遠(yuǎn)鏡和空間環(huán)境監(jiān)測(cè)器等4個(gè)探測(cè)有效載荷，通過(guò)掃描觀測(cè)可以完成寬波段、大視場(chǎng)、大有效面積的空間X射線成像。 

硬X射線：宇宙深處的神秘信使

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，此次發(fā)射的“慧眼”，主要就是去探測(cè)宇宙中的硬X射線。什么是硬X射線呢？探測(cè)到又有什么用呢

在廣闊的宇宙中，存在著眾多引力極強(qiáng)、密度極高的天體，比如我們熟知的黑洞。

△黑洞動(dòng)畫演示

雖然我們無(wú)法看見它，但它強(qiáng)大的引力吸引其他物質(zhì)以螺旋運(yùn)動(dòng)向黑洞中心移動(dòng)，速度越來(lái)越快，溫度越來(lái)越高，最后會(huì)發(fā)出強(qiáng)烈的X射線。這種X射線的能量比較高，因此被稱為硬X射線。而硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星要做的就是去探測(cè)這些射線。

這些X射線里，包含著黑洞大小、質(zhì)量、演化過(guò)程等重要信息，成為科學(xué)家認(rèn)識(shí)黑洞的重要途徑。在宇宙中，脈沖星、伽馬射線暴、超新星遺跡等都會(huì)射出X射線，如果可以接收到這些射線加以分析，就能勾畫出這些天體的輪廓，對(duì)人類探索太空具有重要意義。

“慧眼”：能看黑洞的天文望遠(yuǎn)鏡

并不是所有的空間望遠(yuǎn)鏡都能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)X射線的觀測(cè)，比如我們熟知的“哈勃”望遠(yuǎn)鏡就無(wú)法觀測(cè)X射線，只能夠觀測(cè)太空中波長(zhǎng)范圍在390-780納米的可見光波段。而X射線的波長(zhǎng)比可見光波長(zhǎng)小得多。

此前，人類曾發(fā)射過(guò)數(shù)顆X射線探測(cè)衛(wèi)星，但大部分只能看到能量較低的軟X射線。對(duì)于能量較高，波長(zhǎng)在0.01-0.1納米之間的硬X射線的觀測(cè)就比較缺乏了。

我國(guó)自主研制的第一個(gè)X射線天文衛(wèi)星——硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星就打破了這個(gè)局限。硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星首席科學(xué)家張雙南表示：“現(xiàn)在這顆衛(wèi)星的探測(cè)能力已經(jīng)是從軟X射線到硬X射線，甚至已經(jīng)到了伽馬射線，它的覆蓋范圍相當(dāng)廣，是世界上覆蓋范圍最廣的天文望遠(yuǎn)鏡之一。

“慧眼”穿過(guò)星際物質(zhì)遮擋“看”宇宙

硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星投入使用后，將為科學(xué)家提供大批高質(zhì)量觀測(cè)數(shù)據(jù)，有望使我國(guó)取得大量原創(chuàng)性科學(xué)成果。

①會(huì)發(fā)現(xiàn)一批新的天體源，主要是中子星和黑洞為主的新的高能天體；

②對(duì)一批比較亮的中子星和黑洞進(jìn)行定點(diǎn)觀測(cè)；

③可能會(huì)對(duì)中子星和黑洞的基本的性質(zhì)，比如中子星的磁場(chǎng)和中子星的質(zhì)量、黑洞的質(zhì)量和黑洞的自轉(zhuǎn)等做出新的測(cè)量，也可以了解它們?yōu)槭裁磿?huì)有各種各樣的活動(dòng)性；

④對(duì)宇宙進(jìn)行“監(jiān)視”，預(yù)期每年能發(fā)現(xiàn)幾十個(gè)到幾百個(gè)伽馬射線暴。如果有些伽馬射線暴將來(lái)能和引力波事件建立關(guān)系，將會(huì)成為比較重要的進(jìn)展。