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視野范圍達4萬個太陽!"宇宙煙花"這樣被"看見"

記者從國家航天局了解到,昨天(6月22日)中法兩國聯(lián)合研制的空間科學衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射,衛(wèi)星順利進入預(yù)定軌道,任務(wù)取得圓滿成功。

中法天文衛(wèi)星是中法兩國合作的太空望遠鏡項目,也是迄今為止對伽馬暴開展多波段綜合觀測能力最強的衛(wèi)星。這顆衛(wèi)星將運行在距離地球635公里的軌道上,衛(wèi)星上搭載的4臺科學載荷,將通過互相配合對伽馬暴的起源、物理性質(zhì)等進行觀測。

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伽馬暴是目前已知的宇宙中除了宇宙大爆炸以外的最劇烈的爆發(fā)現(xiàn)象,涉及從恒星、星系到宇宙學等天體物理學中的多個領(lǐng)域。對伽馬暴進行深入觀測和研究,將有助于幫助人類解決很多與基礎(chǔ)科學相關(guān)的重要問題。

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中法天文衛(wèi)星法方首席科學家貝特朗·科迪爾:我們期望每年能夠觀測到大約70次伽馬暴,或許它們并不是都源自宇宙早期的,但即便如此,我們也十分感興趣。

按照計劃,中法天文衛(wèi)星成功進入軌道后,4臺載荷將陸續(xù)開機,完成在軌測試后將回傳第一批數(shù)據(jù)。

什么是伽馬暴?

其實,在我們的日常生活中,已經(jīng)用到了伽馬射線,比如醫(yī)療領(lǐng)域的伽馬刀,以及用來檢測物體瑕疵的伽馬射線。但它與伽馬暴并不相同。伽馬暴,也叫伽馬射線暴,是一個天文學名詞。什么是伽馬暴?為什么中法兩國的科學家要對它進行觀測和研究?一起來了解。

伽馬暴,是來自天空中某一方向的伽馬射線強度在短時間內(nèi)突然增強,然后又迅速減弱的現(xiàn)象。

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伽馬暴發(fā)現(xiàn)于1967年,是除了宇宙大爆炸以外、已知宇宙中最強的爆發(fā)現(xiàn)象。伽馬暴短時間內(nèi)能夠輻射巨大能量,如果與太陽相比,它在幾分鐘內(nèi)釋放的能量相當于萬億年太陽光的總和。但典型的高能爆發(fā)僅持續(xù)幾毫秒至幾十秒,很難對它做實時跟進研究,所以伽馬暴也成了目前天文學領(lǐng)域重點研究對象之一。通過觀測它,科學家能夠揭開來自宇宙更深處以及宇宙誕生之初的科學奧秘。

探索伽馬暴的奧秘

由于伽馬暴發(fā)生的時間很短并且沒有規(guī)律,所以想要在廣袤的宇宙中發(fā)現(xiàn)并捕獲它,非常困難。為此,兩國科學家在研制中法天文衛(wèi)星時,對科學載荷從廣度和精度兩個方面進行設(shè)計,目的就是要又快又準地捕獲伽馬暴。

衛(wèi)星上搭載的4臺載荷,被分為大視場和高精度觀測兩類,分別為中方研制的伽馬射線監(jiān)視器、光學望遠鏡和法方研制的硬X射線相機、軟X射線望遠鏡。其中,伽馬射線監(jiān)視器和硬X射線相機是大視場探測儀器,它們的觀測視野范圍角度面積在1萬平方度左右,它就像張開一張大網(wǎng),可以捕捉天空中無法預(yù)測的伽馬暴。

視野范圍達4萬個太陽!"宇宙煙花"這樣被"看見"

中法天文衛(wèi)星中方首席科學家魏建彥:太陽是0.25平方度左右,4個太陽才1個平方度,1萬平方度能夠把4萬個太陽鋪在視場里面,它要這么大的視場,偶爾在中間發(fā)生了伽馬暴,我才能看得到。

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大視場探測儀就像是眼睛,可以靈敏地發(fā)現(xiàn)哪里發(fā)生了伽馬暴。在大概掌握了方位之后,衛(wèi)星就會馬上執(zhí)行第二個動作,也就是用更加精密的望遠鏡,對伽馬暴進行高精度觀測。

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中法天文衛(wèi)星中方首席科學家魏建彥:衛(wèi)星上還有兩個視場比較小、能夠高精度觀測的望遠鏡,它會自動轉(zhuǎn)過去,精確地指定到我們發(fā)現(xiàn)伽馬暴的區(qū)域,這個過程是沒有人的干預(yù),完完全全自動,否則來不及。

值得一提的是,中法天文衛(wèi)星還配置了北斗的短報文功能,以及法國的甚高頻通信系統(tǒng),依托這兩套信息傳輸系統(tǒng),衛(wèi)星可以快速實現(xiàn)天地相互通信。

觀測伽馬暴:驗證已有理論并期待新發(fā)現(xiàn)

采訪中記者了解到,中法天文衛(wèi)星由于具有多波段觀測的能力,可以實現(xiàn)對伽馬暴更全面的觀測。此外,科學家通過獲取的伽馬暴科學數(shù)據(jù),不僅能夠?qū)σ阎奶煳暮臀锢憩F(xiàn)象、理論進行驗證,同時也期待獲得更多新的發(fā)現(xiàn)。

中法天文衛(wèi)星中方首席科學家魏建彥:我們希望看到衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)的伽馬暴越遠越好,尤其到宇宙的早期,非常早的早期,達到3%、2%的年齡的時候,也就是人100歲,你相當看它2歲、3歲的時候,就能通過它來研究那個時候宇宙的演化。

不僅如此,伽馬暴也為科學家們提供了一個天然的實驗室,用來驗證一些已知的理論。

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除了了解過去,科學家們還期待能夠發(fā)現(xiàn)一些新型的、稀有品種的伽馬暴。比如,目前熱度較高的千新星就是科學家們關(guān)注的重點內(nèi)容之一,他們希望通過中法天文衛(wèi)星能夠發(fā)現(xiàn)伴隨千新星出現(xiàn)的伽馬暴。

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中法天文衛(wèi)星中方首席科學家魏建彥:我們這個衛(wèi)星非常適合來找這類,如果有發(fā)現(xiàn),對推動恒星演化、伽馬暴種類研究,包括了解我們的超重元素從哪來,天文上有可能通過這類研究能夠很好回答。

(總臺央視記者 崔霞 徐靜 吳磊 孫曄)

(責任編輯:梁云嬌 CN079)

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