爱因斯坦探针卫星首席科学家、中国科学院国家天文台研究员袁为民在近期召开的第35届全国空间探测学术研讨会上介绍,该卫星项目已进入正样的最后研制阶段。
袁为民说,宇宙中有很多壮观和神奇的暂现源和爆发源,它们大多数在很短的时间里就可以辐射巨大的能量,在X射线波段呈现复杂的亮度变化,时隐时现,例如正在吞噬恒星的黑洞、恒星死亡时绽放的灿烂“烟火”。
“快速暂现源产生于天体演化以及致密天体形成和演化的关键阶段,我们对其中一些物理本质和过程仍不清楚,它们是宇宙学、星系研究的探针,也是探索极端条件下物理规律的实验室。”袁为民说,X射线是暂现源探测的重要波段,但目前科学家已发现的暂现源只是宇宙中的冰山一角,需要具有极大视场、高灵敏度、高分辨和快速响应能力的新一代探测设备。
科学家从龙虾眼睛奇特的聚焦成像原理中受到启发,设计出一种特殊的新型X射线望远镜,同时具有超大观测视野和更高的探测灵敏度。
“也就是说,这种望远镜在看得很宽的同时,还可以看到更暗、更远的宇宙。正是得益于采用了龙虾眼望远镜技术,爱因斯坦探针卫星可以对目前知之甚少的软X射线波段进行大视场、高灵敏度、快速时域巡天监测。”袁为民说。
他介绍,宇宙中很多天体都有软X射线辐射,加上爱因斯坦探针的灵敏度相对较高,因此这颗卫星的探测目标非常广泛,它的核心科学目标是发现宇宙中的X射线暂现和剧变天体,监测已知天体的活动性;探究这些天体和现象的性质及相关物理过程;发现和探索宇宙中沉寂黑洞的耀发;测绘黑洞的分布,进一步理解其起源、演化及如何吸积物质;探寻伴随引力波事件的X射线信号,以增进对极端致密天体及其合并过程的认知。
中国科学院国家天文台X射线《沙巴体育唯一授权网站》成像实验室自2010年起开始研发龙虾眼X射线成像技术,经过多年关键技术攻关,终于获得突破,全面掌握了该项技术,并具有完全自主知识产权。团队在2022年7月发射的空间新技术试验卫星上开展了该项技术的测试验证,在国际上首次获得并公开发布了宽视场X射线聚焦成像天图。
该领域著名专家、英国莱斯特大学教授保罗·布赖恩表示,这项技术将对宇宙X射线监测带来变革性推动,也显示了爱因斯坦探针巨大的科学潜力。