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最近,我國慧眼衛星團隊在編號為(wei) Swift J0243.6+6124的中子星X射線雙星中發現了能量高達146千電子伏的回旋吸收線,其對應的中子星表麵磁場強度超過16億(yi) 特斯拉。科學家表示,這是繼2020年直接測量到約10億(yi) 特斯拉的宇宙最強磁場之後,慧眼衛星再次大幅度刷新了最高能量回旋吸收線和宇宙最強磁場直接測量的世界紀錄。

慧眼衛星觀測吸積脈衝(chong) 星藝術圖
(圖片來源:中科院高能所)
慧眼衛星憑什麽(me) 刷新世界紀錄?我們(men) 又為(wei) 什麽(me) 要建造它?與(yu) 其它天文衛星相比又有什麽(me) 特點和突破?今天,就讓我們(men) 前去一探究竟。
一、慧眼衛星是什麽(me) ?
為(wei) 了研究黑洞、中子星等高能致密天體(ti) 的基本物理性質以及對周圍時空的影響,中國科學院高能物理研究所和航天科技集團五院等單位研製了我國第一顆空間X射線天文衛星——“慧眼”硬X射線調製望遠鏡(HXMT)衛星。 這是中國第一顆空間X射線天文衛星,於(yu) 2017年6月15日發射升空。

HXMT發射現場 (圖片來源:Insight—HXMT)
它主要由衛星平台和有效載荷構成,總重量約2500Kg,將在高度550公裏、傾(qing) 角43°的近地圓軌道上運行。搭載了三個(ge) 空間望遠鏡,包括高能X射線望遠鏡、中能X射線望遠鏡和低能X射線望遠鏡。
二、為(wei) 什麽(me) 要建造慧眼衛星?
空間天文望遠鏡實際上開創了人類探索宇宙的一個(ge) 窗口。在開創這個(ge) 領域之後,人類發射了各種各樣的天文衛星,其中也包括我們(men) 很熟悉的哈勃天文衛星。中國作為(wei) 航天大國,希望運用自己的力量在航天領域助力科學,進入空間開展基礎研究,“慧眼”硬X射線調製望遠鏡(HXMT)衛星應運而生,成為(wei) 國人探索宇宙的突破口。

哈勃望遠鏡 (圖片來源:NASA)
在宇宙中,當物質被致密天體(ti) 的引力俘獲後,會(hui) 以螺旋運動掉向中心天體(ti) ,速度越來越快,溫度越來越高,最後會(hui) 發出強烈的、比一般X射線能量高的硬X射線。 雖然X射線穿透能力比較強,但也不能穿透地球大氣,所以我們(men) 必須要到地球大氣層以外才有可能探測到來自天體(ti) 的X射線。
HXMT衛星目的就是接收來自天體(ti) 的X射線,當然這種天體(ti) 可以是中子星,也可以是黑洞。科學家希望尋找尚未被發現的黑洞和中子星,同時,對已經知道的也進行觀測和研究,從(cong) 而拓展我們(men) 對於(yu) 黑洞和中子星的星空体育官网入口网站。
三、慧眼衛星強在哪裏?
硬X射線調製望遠鏡(HXMT)衛星在能量覆蓋範圍、探測麵積和能量分辨率等方麵具有明顯的綜合優(you) 勢,將為(wei) 國內(nei) 外科學家提供大批高質量觀測數據,使我國在大天區高靈敏度快速巡天、黑洞、中子星等天體(ti) 的硬X射線快速光變研究以及劇烈高能爆發現象的監測等領域達到國際先進水平。
1、能量覆蓋麵積廣。首先,這個(ge) X射線的儀(yi) 器覆蓋範圍比較廣的,覆蓋從(cong) 1kev到300kev左右,有基本上300倍的能量覆蓋的範圍,如果再加上對伽馬射線暴的探測能力,到3000個(ge) kev,覆蓋的範圍就有3000倍,很少有這樣一個(ge) 衛星能有這樣寬的光子覆蓋範圍。
2、儀(yi) 器幾何麵積大。比如,高能段儀(yi) 器的幾何麵積達到了5000平方厘米,這是在這個(ge) 能量段最大的麵積。
3、望遠鏡視場寬。比如,我們(men) 將會(hui) 對中子星和黑洞進行非常高統計量、高波段的研究,這是以前的天文望遠鏡或者X射線望遠鏡比較難做到的。由於(yu) 視場相對比較寬,麵積又比較大,這樣我們(men) 對於(yu) 銀河係內(nei) 的一些比較弱的源變化就會(hui) 比較敏感,所以我們(men) 會(hui) 對銀河係進行巡天的工作,來搜尋銀河係內(nei) 有多少像這樣的比較暗弱、隨時間變化的天體(ti) ,這對我們(men) 理解銀河係內(nei) 的中子星和黑洞都是非常重要的,適合用來進行天體(ti) 物理的研究。
與(yu) 國外的X射線衛星相比,慧眼衛星在以上許多方麵具有優(you) 勢,它打開了觀測黑洞、中子星硬X射線快速光變和能譜研究的新窗口。同時我們(men) 也期望,在接下來的科學研究中,能有更多意外的收獲,盼望著HXMT能帶給我們(men) 更多意外的驚喜。
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