HXMT衛星成功發射 中國科學家20年打造望向黑洞的“慧眼”

出品:科普中國
制作:中國科學院高能物理研究所中國科普博覽
監制:中國科學院計算機網絡信息中心
黑洞 , 這個吞噬一切的神秘天體 , 魔咒一般地吸引著我們 , 從未停止 。 但是 , 50多年過去了 , 人類對黑洞的探索仍然處于初始階段 。
為了研究黑洞、中子星等高能致密天體的基本物理性質以及對周圍時空的影響 , 中國科學院高能物理研究所和航天科技集團五院等單位研制了我國第一顆空間X射線天文衛星——硬X射線調制望遠鏡(HXMT)衛星 。
HXMT衛星的科學目的是什么?它的觀測過程是怎樣的?與其它天文衛星相比有什么特點和突破?未來會有哪些科研發現?
帶著這些問題 , 我們對中科院高能物理研究所粒子天體物理中心主任、中科院粒子天體物理重點實驗室主任、HXMT衛星首席科學家張雙南研究員進行了采訪 。

HXMT衛星成功發射 中國科學家20年打造望向黑洞的“慧眼”



中科院高能物理研究所研究員、中科院高能物理研究所粒子天體物理中心主任、中科院粒子天體物理重點實驗室主任、HXMT衛星首席科學家張雙南
張雙南研究員介紹說 , HXMT衛星目的就是接收來自天體的X射線 , 當然這種天體可以是中子星 , 也可以是黑洞 。 我們主要是希望尋找一些以前不知道的黑洞和中子星 , 同時 , 對已經知道的也進行觀測和研究 , 目的是用來拓展我們對于黑洞和中子星的知識 。
在宇宙中 , 當物質被致密天體的引力俘獲后 , 會以螺旋運動掉向中心天體 , 速度越來越快 , 溫度越來越高 , 最后會發出強烈的、比一般X射線能量高的硬X射線 。
雖然X射線穿透能力比較強 , 但也不能穿透地球大氣 , 所以我們必須要到地球大氣層以外才有可能探測到來自天體的X射線 。
從一窮二白到自主研發空間天文衛星
【HXMT衛星成功發射 中國科學家20年打造望向黑洞的“慧眼”】早在20世紀70年代 , 中國就已經開始了X射線天文觀測 。 中科院高能所利用高空氣球搭載X射線望遠鏡 , 在40公里高空對X射線脈沖星、黑洞等類型的天體進行了觀測研究 , HXMT衛星正是在氣球實驗的基礎上提出和研制的 。
為了完成這樣的一個科學裝置 , 科學家們前前后后共努力了差不多20年的時間 , 克服了各方面出現的困難 , 最終才走到了今天 。
第一 , 項目經驗不足 。 在HXMT衛星之前 , 我們國家沒有真正做過天文望遠鏡 , 尤其是空間天文望遠鏡 , 對如何推動項目發展 , 經驗不足 。
第二 , 經費不足 。 以前我們的科研投入量比較小 , 但近幾年隨著經濟的發展 , 經費逐漸能滿足需求 , 可以支持HXMT衛星的研制建造 。
第三 , 人才不足 。 在人才隊伍方面 , 雖然我們國家有航天隊伍 , 但研究空間、天文儀器的隊伍非常小 , 不適應這么大型的X射線衛星的研制 。
第四 , 技術要求高 。 因為這個望遠鏡的設計思路非常創新 , 用了很多新的空間儀器的技術 , 我們需要自己研發 , 之后按照航天要求把它研制出來 , 這個過程非常復雜 。
既然這么困難 , 為什么我們一定要建造它呢?
張雙南老師介紹 , 空間天文望遠鏡實際上開創了人類探索宇宙的一個窗口 。 人類在開創了這個領域之后 , 人類就發射了各種各樣的天文衛星 , 也包括我們很熟悉的哈勃天文衛星 , 所以人類對宇宙的探索是不會停止的 , 會一直進行的 。

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