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10月25日,第一屆中國空間科學大會新聞釋出會上,以中國科學院高能物理研究所科學家為主的硬X射線調製望遠鏡衛星(又名“慧眼”)科研團隊,釋出了“慧眼”近期取得的一批新成果。在這些新發現中,我們看到了以前從未看到過的新現象,有些挑戰驗證了現有的理論模型,還有一些為人類理解黑洞和中子星系統提供了新的線索。

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”衛星系統副總設計師兼有效載荷總設計師、中國科學院高能物理研究所研究員盧方軍表示:“在物質旋轉掉向黑洞和中子星的過程中,由於引力勢能的釋放,通過粘滯等加熱過程,溫度會越來越高,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,並呈現出快速的光變。”

中國研製的“慧眼”衛星搭載了高能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檢測器,“慧眼”衛星的獨特設計使得在研究天體多能段X射線快速光變方面具有卓越的能力,可用於研究迄今為止探測到的最接近黑洞或中子星區域的物質運動和輻射過程,並籍此開啟研究黑洞和中子星系統的新視窗。

我們的“慧眼”衛星自2017年6月15日發射升空之後,已經穩定運行了兩年多的時間,開啟了各類觀測1000餘次,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,相關研究團隊已經在國際頂級天體物理雜誌上發表了10多篇科學研究論文。

現在還有更多的成果正在審稿或論文撰寫中,這些成果將發表在《天體物理學雜誌》、《英國皇家天文學會月刊》等雜誌上,審稿過程非常快,例如:“慧眼”衛星在觀測熱核聚變暴方面的成果投到了《天體物理學雜誌》上,從論文投出到接收一共用了11天,成為“慧眼”觀測資料在海外核心期刊上發表的第一篇論文。

2018年,中科院國家空間科學中心在北京啟動了增強型X射線時變與偏振空間天文臺,被認為是“慧眼”衛星的繼任者。eXTP衛星專案已經進入了方案設計階段,前不久,中科院正式批覆了eXTP衛星專案重大背景型號研究課題。在中科院空間科學先導專項(二期)的支援下,eXTP衛星專案獲得了4.3億經費,開展方案設計等工作。中國在該專案上將持續發力,預期在未來若干年一直處於領跑狀態。

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