2020年12月10日4時14分,我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征十一號遙九固體運載火箭將引力波暴高能電磁對應(yīng)體全天監(jiān)測器(GECAM)衛(wèi)星發(fā)射升空,衛(wèi)星順利進入預(yù)定軌道,發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。
作為北京懷柔綜合性國家科學中心空間科學實驗室掛牌后發(fā)射的首顆科學衛(wèi)星,中國科學院與北京市人民政府共同將這顆衛(wèi)星命名為“懷柔一號”。
“全天候無死角”監(jiān)測宇宙中的爆發(fā)現(xiàn)象
引力波暴高能電磁對應(yīng)體全天監(jiān)測器?
這是什么東東?
顧名思義,它的使命就是全天候監(jiān)測引力波伽馬暴,尋找引力波之光。
所謂引力波,其實是物質(zhì)和能量的劇烈運動和變化所產(chǎn)生的一種物質(zhì)波。如果以水面來比喻時空,那么引力波就可以看作是時空的漣漪。愛因斯坦一個世紀前基于廣義相對論預(yù)言了引力波的存在。
為了便于理解記憶,研究人員還給它起了個昵稱叫“極目”。
“極目”衛(wèi)星的主要觀測目標包括雙致密星并合引力波產(chǎn)生的高能輻射、伽馬暴、磁星爆發(fā)及快速射電暴等宇宙中的劇烈爆發(fā)現(xiàn)象,推動破解黑洞、中子星等致密天體的形成和演化,以及雙致密星并合之謎。
同時,“極目”衛(wèi)星還將探測太陽耀斑、地球伽馬閃和地球電子束等日地空間高能輻射現(xiàn)象,為進一步研究其物理機制提供科學觀測數(shù)據(jù)。
然而,這些爆發(fā)現(xiàn)象在宇宙空間隨機隨時出現(xiàn),且持續(xù)的時間非常短,通常是分鐘、秒乃至毫秒量級內(nèi)出現(xiàn)。
為了捕捉宇宙中這些稍縱即逝的光,研究人員對“極目”衛(wèi)星進行了專門的設(shè)計,由兩顆以共軛軌道星座布局的微小衛(wèi)星以180度相位繞著地球運行,以確保衛(wèi)星的觀測不會被地球遮擋,從而實現(xiàn)對宇宙中的爆發(fā)現(xiàn)象“全天候無死角”監(jiān)測。
這兩顆微小衛(wèi)星也都有“乳名”,分別叫“小極”和“小目”。它們分布于地球兩側(cè),形成兩“極”之勢,猶如二“目”,將對黑洞、中子星等極端天體的劇烈爆發(fā)現(xiàn)象進行觀測,快速下傳并發(fā)布觀測警報, 引導(dǎo)國內(nèi)外科學家利用各類望遠鏡進行后隨觀測。
未來幾年對爆發(fā)事件綜合探測能力最強衛(wèi)星
別看“極目”衛(wèi)星個頭小,它將是未來幾年內(nèi)國際上對伽馬暴、磁星爆發(fā)、快速射電暴、地球伽馬閃等爆發(fā)事件綜合探測能力最強的衛(wèi)星。
“‘極目’衛(wèi)星可以對和引力波暴幾乎同時發(fā)生的同源伽馬暴的能譜和光變進行連續(xù)高精度觀測,同時可以給出精度較高的引力波事件的方向信息,將對引力波等重要事件的電磁對應(yīng)體的發(fā)現(xiàn)、證認發(fā)揮重要作用。”“極目”衛(wèi)星系統(tǒng)載荷總師、中國科學院高能物理研究所副研究員李新喬說。
隨著引力波天文學時代的到來,引力波探測引領(lǐng)了近幾年的天文觀測熱潮。引力波和與之相伴的伽馬暴都攜帶著豐富的物理信息,穿越億萬光年,向我們展現(xiàn)和描繪雙致密星并合這一重大物理事件的始末?!疤煳膶W家通過多信使、多波段觀測和數(shù)據(jù)分析的手段對其中所攜帶的信息進行解讀,可以檢驗已有的理論模型并發(fā)展新的理論模型。從而揭示這一宇宙高能過程的內(nèi)在規(guī)律。”李新喬說。
據(jù)了解,“極目”衛(wèi)星由中科院空間科學(二期)先導(dǎo)專項部署??臻g科學戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項一期部署發(fā)射了“悟空”“墨子”“慧眼”“實踐十號”等科學衛(wèi)星。2019年8月31日,專項二期首顆技術(shù)驗證衛(wèi)星——微重力技術(shù)實驗衛(wèi)星“太極一號”成功發(fā)射,邁出我國空間引力波探測奠基性的第一步。
除“太極一號”和“極目”衛(wèi)星外,專項二期部署了先進天基太陽天文臺(ASO-S)、愛因斯坦探針(EP)和太陽風—磁層相互作用全景成像衛(wèi)星(SMILE)等空間科學衛(wèi)星,將在未來3至4年內(nèi)陸續(xù)發(fā)射,有望在太陽爆發(fā)活動、時域天文學、日地關(guān)系等方面取得重大原創(chuàng)性成果。(科技日報記者 陸成寬)
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