专访 | X射线观测的黄金时代即将到来!

作者: 科学世界

来源: 科学世界

发布日期: 2017-06-15

我国第一枚空间天文观测卫星“慧眼”升空,张双南研究员接受采访,讨论了调制望远镜的研制过程、空间科学卫星的特点、全球X射线观测设备的竞争与合作、观测目标的确定以及未来天文卫星的计划。

我国第一枚空间天文观测卫星“慧眼”终于升空啦!之所以被命名为“慧眼”,是因为人们希望它能够如同慧眼一般,穿过星际物质的遮挡发现黑洞,也表示它是科学家利用智慧打造的观天利器。同时,也是对我国高能天体物理学奠基人之一的何泽慧院士的纪念,希望这架空间望远镜能如她的眼睛一样,寻找高能天体的美丽风景。

本刊在“慧眼”发射前夕采访了领导着我国空间高能观测的张双南研究员,让我们一起来听听调制望远镜研制中的故事、他对调制望远镜的期待以及对未来中国空间天文观测的展望。

张双南研究员在采访中提到,作为科学卫星,上面所用的仪器全部需要自主研发。虽然有些元器件和材料能从国外采购,但也得要按照我们的设计需求来组装,以满足在空间环境中的应用。这些仪器都具有原创性,在技术上有许多创新,这是最为困难的部分。

他还提到,空间科学卫星和其他卫星的主要区别,就是每一次上天的仪器都要是全新的、以前没有用过的,否则就没有意义了。我们面临的问题就在于既要追求科学上的先进性,又要在有限的时间、有限的经费以及有限的技术条件之下把卫星研制出来。

近年来全球陆续发射了多台X射线空间望远镜,这预示着竞争很激烈。现在大约有7台能够开展X射线观测的空间设备在运行,包括美国航天局的能以较高精度对软X射线波段进行观测的钱德拉X射线天文台、对硬X射线探测本领很强的核分光望远镜阵,以及欧洲空间局的专门对软X射线进行观测的XMM牛顿望远镜等,是历史上最多的时候,竞争的确非常激烈。

硬X射线调制望远镜的观测目标是如何确定的,国外的科学家可以提出申请吗?

张双南研究员表示,我们最主要的任务是对银河系的巡天,然后是银河系内的黑洞双星、中子星双星还有脉冲星。对有些源要进行监测性观测,也就是要反复地看,看它有没有变化;有些是高精度观测,一次看很长时间,积累足够的统计学数据;还有一些是机遇性研究,比如说别人看到了新的天体,或者我们的银河系巡天当中发现了新的东西,这个时候我们就会中断常规任务,去对这些目标进行比较详细的观测。

张双南研究员预计调制望远镜会在哪些领域做出比较重要的进展?他表示,现在看来会比较重要的。一块就是用调制解调的方法对银河系做巡天,将会看到在X射线波段、尤其是硬X线波段一幅完全不同的图像,从中了解银河系内高能天体活动的动态情景,这是前人从未系统做过的。另外一块就是伽马射线暴,在这个能区,我们的接收面积10倍于目前国际上最好的设备,也就是说能接收到10倍的伽马光子,灵敏度会大幅提升。

除了X射线天文卫星外,我国还有哪些天文卫星预备发射呢?张双南研究员透露,现在立项的还有SVOM(Space Variable Objects Monitor,空间变源监视器),是中法合作的伽马射线暴专用卫星,计划2021年升空。没有立项现在还在努力的,包括观测太阳的太阳极轨望远镜、先进天基太阳天文台,寻找地外行星的系外类地行星探测计划,观测射电波段的空

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