中国科学院空间科学先导专项研制的新一颗空间科学卫星“爱因斯坦探针”(Einstein Probe,EP),1月9日下午在西昌卫星发射中心成功发射。这颗能够捕捉宇宙中转瞬即逝“焰火”的卫星究竟探测的是什么?为什么探?如何探?
“爱因斯坦探针”卫星是一颗什么样的卫星?
“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表示,“爱因斯坦探针”卫星负责在X射线波段探测宇宙中的爆发现象,这些现象通常会在短时间内出现,然后很快消失,就像宇宙中转瞬即逝的“焰火”。这种“宇宙焰火”是随机出现的,很难预测,想要及时捕捉到,就需要对天空进行大范围、不间断巡视。
“爱因斯坦探针”就像一台宽视场的摄像机,通过拍摄天空的X光的电影,来监测天体的活动和爆发。因为地球大气层会阻挡来自天体的X射线,所以需要把望远镜送入太空,才能开展X射线探测。
为什么要对X射线波段开展探测研究?
“爱因斯坦探针”卫星科学应用系统总师、中国科学院国家天文台研究员刘元说,X射线或X光和可见光一样,都是电磁辐射的一种,但X射线波长很短,光子能量很高。宇宙中的天体因温度不同而发出各种能段的电磁辐射,天体的爆发和剧烈活动往往温度很高,会发出X射线。因此,需要在X射线波段进行探测,在可见光或其他波段很难看到。
“爱因斯坦探针”卫星探测能力有多强?有哪些科学目标?
刘元表示,爱因斯坦探针比现有国际上的同类设备,探测能力提高一个量级以上,也就是说爱因斯坦探针能发现更遥远和更微弱的信号,能看得更清晰,定位得更精准。
“爱因斯坦探针”卫星的科学目标非常广泛,从太阳系附近的恒星活动,到银河系和邻近星系中的白矮星、中子星和黑洞的爆发,再到更遥远星系中的超新星、宇宙中沉寂的黑洞的爆发,一直到从宇宙最遥远的深处、经过漫长的宇宙旅行才到达地球的伽马射线暴。当两个中子星并合时会产生引力波事件,探针还有可能发现伴随引力波信号的X射线辐射。
“爱因斯坦探针”卫星将帮助解答哪些宇宙谜题?
“爱因斯坦探针”卫星首席科学家助理、宽视场X射线望远镜光学系统负责人、中国科学院国家天文台研究员张臣认为,“爱因斯坦探针”卫星能帮助回答很多关于宇宙的科学问题,主要有“宇宙中都有哪些爆发现象和天体”“这些爆发是如何发生的、又是如何形成和演化的”“宇宙中还有没有人们完全不知道的新的天体类型”等。
同时,“爱因斯坦探针”卫星还能帮助回答其他一些重要科学问题,包括“是不是每个星系的中心都存在一个超大质量黑洞,就像银河系一样”“物质是如何落入黑洞并发出X光的”“超新星是如何爆发的、是由什么样的恒星所产生的”“两个中子星的并合,在产生引力波的同时,是产生另外一个质量更大的中子星还是一个黑洞”“宇宙的恒星最早是什么时候形成的、当时宇宙的环境是什么样的”。