“慧眼”衞星新發布一批科學成果_風聞

來源：微信公眾號“中科院高能所”

以中國科學院高能物理研究所的科學家為主的科研團隊利用“慧眼”——硬X射線調製望遠鏡（HXMT）衞星對黑洞、中子星X射線雙星進行了系列高精度、高頻度定點觀測，取得一批重要成果。在10月25日召開的第一屆中國空間科學大會新聞發佈會上，“慧眼”衞星項目組對這些成果進行了解讀。

X射線雙星是由黑洞或中子星與一個正常恆星組成的雙星系統，正常恆星的物質在強引力作用下落向黑洞或中子星，形成圍繞黑洞和中子星高速轉動的物質盤（吸積盤），併發出強烈的X射線輻射。X射線雙星的快速光變和能譜是研究強引力場、強磁場，以及物質在強引力場和強磁場下的動力學過程和輻射過程的主要探針。

慧眼衞星搭載了高能X射線望遠鏡、中能X射線望遠鏡和低能X射線望遠鏡三種科學載荷和空間環境監測器，觀測能區為1-250千電子伏特。和國外的X射線衞星相比，慧眼衞星具有覆蓋能段寬、在高能X射線能段的有效面積最大、時間分辨率高、探測死時間很小、觀測強源沒有光子堆積效應等突出優點，具有獨特的研究天體多能段X射線快速光變的能力，可以探索比以往更靠近黑洞視界或中子星表面的區域，開啓了研究黑洞、中子星X射線雙星等天體硬X射線快速光變和能譜特性的新窗口。

科學家利用慧眼衞星進行系列觀測，將對黑洞系統準週期振盪（QPO）現象研究的能量上限從30千電子伏特(keV)提高到100keV，開啓了研究黑洞系統的新窗口；在人類發現的第一個宇宙X射線源天蠍座X-1中發現了最高能量的千赫茲QPO，説明其起源於非熱高能物理過程，對當前最為流行的千赫茲QPO起源模型的合理性提出了嚴峻挑戰；首次觀測到中子星X射線雙星在流強位於特定值時吸積盤狀態的突然變化，驗證了光的輻射壓導致吸積盤結構突變這一已提出近半個世紀的理論；首次觀測到中子星表面單個熱核暴的X射線光子“陣雨”對温度高達幾億度高温電子冕的快速冷卻現象，為研究高温電子冕的輻射和形成機制提供了“獨門”探針；從單個熱核暴觀測到的熱核暴與吸積盤相互作用，為限制吸積盤最內半徑提供了新的手段；確定了著名的中子星X射線雙星武仙座X-1的X射線迴旋吸收線能量不再下降，證明X射線輻射區附近的磁場強度在經歷了近20年緩慢下降之後已經趨於穩定，為理解中子星的性質提供了新的觀測依據。

自2017年6月15日在酒泉衞星發射基地升空之後，慧眼已在軌運行兩年多，期間開展各類觀測1000餘次，獲得科學數據29Tb，成功監測了雙中子星併合引力波事件電磁對應體，完成了脈衝星導航實驗。慧眼科學工作團隊已在國際主流天體物理雜誌上發表（含接受）科學論文10餘篇，更多重要成果正在審稿或成文的過程之中。

慧眼衞星是我國第一顆X射線天文衞星，最早於1993年由高能物理研究所李惕碚、吳枚等人提出，並於2011年由國家國防科技工業局正式批覆工程立項，國家民用航天科研經費和中國科學院空間科學先導專項共同支持。中科院高能所負責衞星有效載荷、地面應用系統和科學研究工作，航天科技集團公司五院為衞星總體單位，清華大學為衞星有效載荷和地面應用系統聯合承研單位，參加慧眼衞星工程的還有中國科學院國家空間科學中心、北京師範大學等。德國杜賓根大學等國外合作單位參加了慧眼衞星的科學研究工作並做出重要貢獻。