中國(guó)科學(xué)院空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)研制的新一顆空間科學(xué)衛(wèi)星“愛因斯坦探針”(Einstein Probe，EP)，1月9日下午在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。這顆能夠捕捉宇宙中轉(zhuǎn)瞬即逝“焰火”的衛(wèi)星究竟探測(cè)的是什么？為什么探？如何探？……
針對(duì)這些備受關(guān)注的話題，負(fù)責(zé)研制建設(shè)“愛因斯坦探針”衛(wèi)星科學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)的中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)科研團(tuán)隊(duì)，當(dāng)天就此進(jìn)行科普解讀。
——“愛因斯坦探針”衛(wèi)星是一顆什么樣的衛(wèi)星？
“愛因斯坦探針”衛(wèi)星首席科學(xué)家、中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員袁為民表示，“愛因斯坦探針”衛(wèi)星負(fù)責(zé)在X射線波段探測(cè)宇宙中的爆發(fā)現(xiàn)象，這些現(xiàn)象通常會(huì)在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)，然后很快消失，就像宇宙中轉(zhuǎn)瞬即逝的‘焰火’。這種“宇宙焰火”是隨機(jī)出現(xiàn)的，很難預(yù)測(cè)，想要及時(shí)捕捉到，就需要對(duì)天空進(jìn)行大范圍、不間斷的巡視。
“愛因斯坦探針”就像一臺(tái)寬視場(chǎng)的攝像機(jī)，通過拍攝天空的X光的電影，來監(jiān)測(cè)天體的活動(dòng)和爆發(fā)。因?yàn)榈厍虼髿鈱訒?huì)阻擋來自天體的X射線，所以需要把望遠(yuǎn)鏡送入太空，才能開展X射線探測(cè)。
——為什么要對(duì)X射線波段開展探測(cè)研究？
“愛因斯坦探針”衛(wèi)星科學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)總師、中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員劉元說，X射線或X光和可見光一樣，都是電磁輻射的一種，但X射線波長(zhǎng)很短，光子能量很高。宇宙中的天體因溫度不同而發(fā)出各種能段的電磁輻射，天體的爆發(fā)和劇烈活動(dòng)往往溫度很高，會(huì)發(fā)出X射線。因此，需要在X射線波段進(jìn)行探測(cè)，在可見光或其他波段很難看到。
——為什么要研制“愛因斯坦探針”衛(wèi)星？
袁為民指出，天文學(xué)的研究對(duì)象是宇宙和天體，以及它們的物理規(guī)律、起源和演化。爆發(fā)現(xiàn)象和劇烈活動(dòng)天體是宇宙天體的重要組成部分。那么，它們是如何發(fā)生的？這些是天文學(xué)家想要破解的重大科學(xué)問題。而目前國(guó)際上現(xiàn)有的類似的設(shè)備，由于靈敏度有限，主要探測(cè)的是銀河系內(nèi)的爆發(fā)現(xiàn)象，以及宇宙中最亮的伽馬射線暴。要探測(cè)更多的來自其他星系的爆發(fā)現(xiàn)象，需要能夠看得更遠(yuǎn)的設(shè)備。這些就是研制“愛因斯坦探針”衛(wèi)星的原因。
——“愛因斯坦探針”衛(wèi)星探測(cè)能力有多強(qiáng)？有哪些科學(xué)目標(biāo)？
劉元表示，愛因斯坦探針比現(xiàn)有國(guó)際上的同類設(shè)備，探測(cè)能力提高一個(gè)量級(jí)以上，也就是說愛因斯坦探針能發(fā)現(xiàn)更遙遠(yuǎn)和更微弱的信號(hào)，能看得更清晰，定位得更精準(zhǔn)。
“愛因斯坦探針”衛(wèi)星的科學(xué)目標(biāo)非常廣泛，從太陽(yáng)系附近的恒星活動(dòng)，到銀河系和鄰近星系中的白矮星、中子星和黑洞的爆發(fā)，再到更遙遠(yuǎn)星系中的超新星、宇宙中沉寂的黑洞的爆發(fā)，一直到從宇宙最遙遠(yuǎn)的深處、經(jīng)過漫長(zhǎng)的宇宙旅行才到的地球的伽馬射線暴。當(dāng)兩個(gè)中子星并合時(shí)會(huì)產(chǎn)生引力波事件，探針還有可能發(fā)現(xiàn)伴隨引力波信號(hào)的X射線輻射。
——“愛因斯坦探針”衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)哪些先進(jìn)技術(shù)突破？為什么可以看得很寬和看到更暗、更遠(yuǎn)的宇宙？
“愛因斯坦探針”衛(wèi)星首席科學(xué)家助理、寬視場(chǎng)X射線望遠(yuǎn)鏡光學(xué)系統(tǒng)負(fù)責(zé)人、中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員張臣指出，與國(guó)際上類似設(shè)備相比，“愛因斯坦探針”衛(wèi)星采用了全新的探測(cè)技術(shù)，包括“龍蝦眼”微孔聚焦成像技術(shù)、CMOS傳感器的空間X射線應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)。因此，“愛因斯坦探針”衛(wèi)星具有更高的探測(cè)靈敏度和空間分辨率，從而可以看得更高、更遠(yuǎn)。
——“愛因斯坦探針”衛(wèi)星將幫助解答哪些宇宙謎題或科學(xué)問題？
張臣認(rèn)為，“愛因斯坦探針”衛(wèi)星能幫助回答很多關(guān)于宇宙的科學(xué)問題，主要有“宇宙中都有哪些爆發(fā)現(xiàn)象和天體”“這些爆發(fā)是如何發(fā)生的、又是如何形成和演化的”“宇宙中還有沒有人們完全不知道的新的天體類型”等。
同時(shí)，“愛因斯坦探針”衛(wèi)星探針還能幫助回答其他一些重要科學(xué)問題，包括“是不是每個(gè)星系的中心都存在一個(gè)超大質(zhì)量黑洞，就像銀河系一樣”“物質(zhì)是如何落入黑洞并發(fā)出X光的”“超新星是如何爆發(fā)的、是由什么樣的恒星所產(chǎn)生的”“兩個(gè)中子星的并合，在產(chǎn)生引力波的同時(shí)，是產(chǎn)生另外一個(gè)質(zhì)量更大的中子星還是一個(gè)黑洞”“宇宙的恒星最早是什么時(shí)候形成的、當(dāng)時(shí)宇宙的環(huán)境是什么樣的”“恒星的劇烈活動(dòng)對(duì)圍繞它的行星的大氣層會(huì)產(chǎn)生什么樣的影響、會(huì)不會(huì)影響行星的宜居性”。（孫自法）
（責(zé)任編輯：蔡文斌）
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