“怀柔一号”科学卫星成功发射 监测引力波伽马暴等高能天体爆发现象,研究黑洞、中子星等演化奥秘

据新华社西昌12月10日电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卫星送入预定轨道,发射获得圆满成功。

引力波暴高能电磁对应体全天监测器由中科院空间科学(二期)先导专项部署。作为北京怀柔综合性国家科学中心空间科学实验室挂牌后发射的首颗科学卫星,中国科学院与北京市人民政府共同将卫星命名为“怀柔一号”,为了利于科学传播,卫星昵称为“极目”。

据科研人员介绍,2颗小卫星分别昵称为“小极”和“小目”,它们采用共轭轨道的星座布局,分布于地球两侧,形成两“极”之势,犹如二“目”,将对引力波伽马暴、快速射电暴高能辐射,特殊伽马暴和磁星爆发等高能天体爆发现象进行全天监测,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。此外,卫星还将探测太阳耀斑、地球伽马闪和地球电子束等日地空间高能辐射现象,为进一步研究其物理机制提供科学观测数据。

据悉,空间科学战略性先导科技专项是中国科学院“率先行动”计划的重要组成部分,专项一期部署发射了“悟空”“墨子”“慧眼”“实践十号”等科学卫星。

◎揭秘

什么是伽马射线爆发?

几亿光年以外,两颗走到生命尽头的巨大恒星上演了它们生命力最为灿烂的场景——超新星爆发,之后它们变成了两颗致密的中子星。每立方厘米的质量达十亿吨!

这两颗中子星彼此吸引,相互绕转,并逐渐接近,相互绕转的速度也越来越快,直到它俩最终碰撞到一起。这次相撞的能量如此之高,以至于发出的光超过了它们所在星系所有恒星的光芒——这是一次伽马射线爆发。伴随着巨大的伽马暴,还有一股能量扰动着弯曲的宇宙时空,这股能量就是引力波。

引力波和与之相伴的伽马暴都携带着丰富的物理信息,穿越亿万光年,向我们展现和描绘这一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,从而揭示这一宇宙高能过程的内在规律。

“怀柔一号”有什么本领?

“怀柔一号”GECAM卫星系统载荷总师李新乔说,遥远的高能天体源X射线和伽马射线虽然能量很高,但会被地球大气大量吸收。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“怀柔一号”GECAM卫星有了用武之地。它可以敏锐地发现我们所看不见的X射线、伽马射线以及高能带电粒子。

李新乔介绍,单颗近地天文卫星受地球遮挡无法实时观测整个宇宙天区。而“怀柔一号”采取双星联合的方式。两颗GECAM卫星在轨飞行时均背向地球,它们和地心始终保持三点一线。每颗GECAM卫星的视场可以覆盖除地球遮挡视场之外的所有天区,这样就实现了全时全天的视场覆盖,练就了眼观六路的神通。

此外,GECAM卫星选择了相对较小的29度倾角,约600千米高的圆轨道,这样可以较好地避开地球辐射带和南大西洋高能粒子聚集异常区等背景信号过高的区域。同时,该卫星载荷探测器自身产生的背景信号也保持在较低水平,保证了其对弱天体源光子信号的收集和探测能力。

李新乔自豪地说,“怀柔一号”GECAM卫星将是未来几年之内在轨运行的监测伽马暴灵敏度最高的天文卫星。经过了研制人员的精雕细琢,“怀柔一号”炼就了“火眼金睛”。

据新华社

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