“慧眼”衞星發佈一批新成果_風聞

來源：中國科學報

日前，在福建廈門召開的第一屆中國空間科學大會新聞發佈會上，以中國科學院高能物理研究所科學家為主的硬X射線調製望遠鏡衞星（又名“慧眼”）科研團隊，發佈了“慧眼”近期取得的一批新成果。

這些成果中，有些發現了以前從未看到過的新現象，有些挑戰或驗證了現有理論模型，還有些為人類理解黑洞和中子星系統提供了新的線索。

已發論文十餘篇

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。

“在物質旋轉掉向黑洞和中子星的過程中，由於摩擦等原因，温度會越來越高，輻射的光子的能量也越來越高，在非常靠近黑洞和中子星的地方，還可能存在大量接近光速運動的帶電粒子，物質甚至可能以接近光速向外噴射，因此可能輻射出很高能量的光子。”“慧眼”衞星系統有效載荷總設計師、中科院高能物理研究所研究員盧方軍説。

但“慧眼”不會被“亮瞎”。“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。盧方軍表示，和國外的X射線衞星相比，“慧眼”具有獨特的研究天體多能段X射線快速光變的能力，使得人類可以研究迄今最接近黑洞或中子星區域的物質運動和輻射過程，開啓了研究黑洞和中子星系統的新窗口。

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。兩年來，“慧眼”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。科學工作團隊已在國際主流天體物理雜誌上發表（含接收）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。

五項重大成果獲國際認可

此次發佈的科學成果共有5項，體現在科研團隊陸續發表的9篇論文中。

盧方軍介紹，“慧眼”衞星發現了黑洞系統中迄今為止最高能量的準週期振盪現象，開啓了研究黑洞系統的新窗口。“‘慧眼’衞星發現，黑洞和中子星附近的物質發出的高能X射線存在強度的準週期變化，這是以前所有的天文望遠鏡都沒有看到的。”

“慧眼”衞星還在中子星X射線雙星系統中發現了迄今為止最高能量的千赫茲準週期振盪。“長期以來，千赫茲準週期振盪起源模型被廣為認可，‘慧眼’的這項發現，對該模型提出了嚴峻挑戰。”盧方軍説。

此外，“慧眼”衞星首次觀測到中子星X射線雙星在流強位於特定值時吸積盤狀態的突然變化，驗證了已提出近半個世紀的光的輻射壓導致吸積盤結構突變理論；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，並從單個熱核暴觀測到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的迴旋吸收線能量不再下降，為理解中子星的性質提供了新的觀測依據。

盧方軍介紹，這些科研成果發表在《天體物理學雜誌》《英國皇家天文學會月刊》等雜誌上，審稿過程普遍很快。例如，“慧眼”衞星在觀測熱核聚變暴方面的成果投到了《天體物理學雜誌》，從投出到接收一共只用了11天時間。論文匿名評審專家在評審意見中寫道：“這是一項令人興奮的、及時的成果。”

“繼任者”已進入方案設計階段

中科院高能物理研究所李惕碚、吳枚等在1993年提出硬X射線調製望遠鏡（HXMT）衞星項目並開始預研。2011年3月，國家正式批准立項。2017年6月15日，衞星發射上天后，被命名為“慧眼”。

2018年1月31日，“慧眼”衞星正式交付使用。“現在‘慧眼’的運行情況非常好。”盧方軍説。

“慧眼”衞星是我國第一顆X射線天文衞星，由國家民用航天科研經費和中科院空間科學先導專項共同支持。中科院高能物理研究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也參加了“慧眼”衞星的科學研究工作，並做出重要貢獻。

2018年初，中科院國家空間科學中心在北京啓動了增強型X射線時變與偏振空間天文台（英文簡稱eXTP），被認為是“慧眼”衞星的繼任者。

盧方軍介紹，eXTP衞星項目已經進入了方案設計階段，前不久，中科院正式批覆了eXTP衞星項目重大背景型號研究課題。在中科院空間科學先導專項（二期）的支持下，eXTP衞星項目獲得了4.3億元經費，開展方案設計等工作。和“慧眼”衞星不同，eXTP是大的國際合作項目，衞星規模比“慧眼”更大。