“天关”卫星正式交付！“宇宙烟花猎手”已探到256亿年前伽马暴

“天关”卫星在轨运行示意图 10月31日，记者从中国科学院国家空间科学中心获悉，于今年1月升空的爱因斯坦探针（EP）卫星在京举行在轨交付仪式，并正式命名为“天关”。得益于优秀的X射线探测能力，这颗以捕捉“宇宙烟花”为己任的卫星在试运行期间已成功探测到多种类型的暂现天体、捕捉到几例可能的新类型暂现源，并成功获取到由中国自主研制设备观测到的首张全天X射线天图，标志着X射线时域天文领域进入了新的时代。据悉，“天关”团队已于10月30日正式发表了关于该研究的首篇论文。2024年4月8日，“天关”发现一例暂现天体，将其命名为“南方朱雀客星”。该成果是“天关”团队首篇正式发表的科学论文。图为论文所发表的期刊《中国科学：物理学 力学 天文学》封面，展现了该天体的发现过程。命名“天关”源于我国最早客星记录EP卫星是中国科学院空间科学（二期）战略性先导科技专项立项并实施的空间科学卫星系列任务之一，由中国科学院主导，欧洲空间局、德国马普地外物理研究所和法国国家空间研究中心参与研制。卫星于2024年1月9日发射升空，并于同年7月开始常规科学运行。卫星首席科学家、中国科学院国家天文台研究员袁为民介绍，将EP卫星命名为“天关”，典出我国北宋一条关于“天关客星”的记录。“天关”是中国古代的星名，位于金牛座附近。“客星”是中国古代对新星、超新星，以及部分彗星的称谓。公元1054年，即北宋至和元年，司天监观测并记录到一次突然出现在天关剧烈的超新星爆发（SN1054），后被称为“天关客星”。根据史书记载，这颗突然出现的客星“昼见如太白，芒角四出，色赤白”，而且星象一直持续了23天，亮度才逐渐减退，近两年后才逝去。作为人类历史上最重要的天文事件之一，“天关客星”被世界科技史界称为“中国新星”，其遗骸形成的蟹状星云更是国际天文届广泛引用的《梅西耶星表》（1771）中的第一号天体。袁为民说，EP卫星被称为“宇宙天体爆发的猎手”，因此以“天关”为其命名，既体现出中国在超新星爆发观测记录方面的深厚渊源和对世界天文学的卓越贡献，又体现出它所肩负的职责使命。发现南方朱雀客星、探到256亿年前伽马暴既有3850°的巨大视场巡视宇宙，又有精准到约20角秒的聚焦镜头，“天关”卫星探测宇宙暂现源的“视力”优于国际同类设备。“天关”卫星系统总师、中国科学院微小卫星创新研究院副院长张永合说，在为期半年的在轨测试中，它的表现出色，性能超出设计预期。今年1月9日成功发射以来，“天关”卫星利用软X射线这一新的监测窗口，已成功探测到60例确定的暂现天体、上千例暂现天体候选体、480多例恒星耀发、上百例已知天体的爆发，并向国际天文界发送了100多条天文警报，引导了国际上地面和空间多波段设备的后随观测。袁为民介绍，“天关”卫星所探测到的X射线暂现天体种类丰富，涉及了恒星、白矮星、中子星、各种质量类型的黑洞、伽马射线暴、超新星等，辐射持续时长覆盖了从几十秒到几个月，跨越了6个数量级。注目银河系内，“天关”卫星不仅发现了一个可能是新的恒星级黑洞候选体或中子星，还发现了位于双星系统中的多个新的中子星和白矮星，并监测到多个已知黑洞、中子星和白矮星双星系统的爆发。放眼银河系外，在小麦哲伦云中，“天关”卫星探测到一个新的爆发源，研究表明其产生于一个非常罕见的白矮星与Be星组成的双星系统。“天关”探测到的一例来自256亿光年之外的伽马射线暴EP240315a。它产生于宇宙大爆炸后12亿年左右，不到现在宇宙年龄的十分之一。在更远的宇宙中，它发现了一个中等质量黑洞正在潮汐瓦解恒星——这一发现实现了我国自主天文观测设备在该领域“零的突破”。目前，“天关”的探测目光已达到256亿光年，在遥远的早期宇宙发现了一次伽玛暴。袁为民介绍，今年4月8日，“天关”卫星发现一例暂现天体，并探测到其X射线伴随有一次强烈和短暂的爆发，科学家将其命名为“南方朱雀客星”。“迄今所观测到的任何一类已知天体，都没与它完全相符的光谱和光变性质。”他说，这一发现不仅丰富了人类对宇宙中的暂现源族群的认识，还在极端物理过程的研究上具有重要意义。未来科学卫星瞄准宇宙规律发现在昨天的发布会上，袁为民展示了一封来自英国莱斯特大学物理与天文学院教授保罗·奥布莱恩的邮件：“EP卫星已充分证明了宽视场X射线天文学的重要性，其强大的巡天和后随观测能力不仅使得我们能够发现众多新的X射线暂现源，还能对已知的X射线源进行常规监测……（这些成果）充分展示了EP在天文学领域已经产生了重要影响。”“天关”卫星获得的首个X 射线全天天图（银道坐标系）“天关”卫星宽视场 X 射线望远镜探测到的6800多个X射线源在天球上的分布（银道坐标系）今年是中国科学院建院75周年。“长期以来，中国科学院充分发挥体系化建制化优势和国家战略科技力量的骨干引领作用，推动我国空间科学进入创新发展的‘快车道’。”中国科学院副院长、空间科学卫星工程总指挥丁赤飚介绍，中国科学院于2011年发起了空间科学先导专项，发射了一系列的科学卫星，初步形成了以悟空号、墨子号、“慧眼”等为代表的我国空间科学卫星系列。这一系列科学卫星所带来的科学发现，真正在国际上喊响了中国空间科学的声音，奠定了中国空间科学快速发展的基石。近期，中国科学院牵头发布了我国首个国家空间科学中长规划。丁赤飚表示，中国科学院将在规划指引下，梯次布局和论证实施系列科学卫星，未来将在宇宙黑暗时代、宇宙极端条件下的物理规律等方向，形成若干有重要国际影响力的原创成果，引领和带动中国的空间科学事业更好更快发展。据悉，空间科学先导专项收官之作SMILE卫星（微笑卫星），将于2025年底前择机发射。作者：许琦敏文：许琦敏 图：受访者提供 编辑：许琦敏 责任编辑：任荃转载此文请注明出处。

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