10月31日,愛因斯坦探針(EP)衛星正式在軌交付,它還有了一個新名字——「天關」衛星。該衛星今年1月發射升空,在軌測試期間就已取得了一批重要成果。目前,它已獲取由我國自主研製設備觀測到的首張X射線全天天圖,並探測到多種「宇宙煙花」,其中有數例可能是新類型的宇宙暫現源。
「天關」擁有卓越的X射線探測能力,它配備了寬視場X射線望遠鏡和後隨X射線望遠鏡,與國際上現有的同領域設備相比,探測靈敏度和空間解析度提高了1個數量級以上。僅在衛星在軌測試的「試用期」階段,「天關」就已經看到了數十例快速暫現天體,但其中只有少部分屬於最常見的快速暫現天體——伽馬射線暴,其餘的大部分目標並沒有伽馬射線輻射或相對偏弱。
「這意味著,其中的一部分目標,可能來自新的暫現天體。」衛星首席科學家、中國科學院國家天文台研究員袁為民介紹。其中,「天關」在今年4月觀測到的一組信號,就預示著一類全新的暫現源類型。
在天空中僅現身10天左右就隱沒不見,期間還產生了一次短而明亮的爆發,亮度突增300倍。「這是一種非常奇特的天文現象,在以往的觀測中從未見到過。並且它的輻射集中在X射線波段,比較暗弱,很難被其他望遠鏡探測到。」袁為民說,科研團隊展開分析發現,這個新暫現天體EP240408a的光譜和光變性質,與迄今人類觀測到的任何一類已知天體均不完全相符。
10月30日,該成果在《中國科學:物理學 力學 天文學》在線發表。「我們將這一創新成果發表在中國的期刊上,也更加彰顯了在人類探索宇宙征程中的中國貢獻。」袁為民說,我國是世界上最早開展暫現天體研究的國家之一,最早的記錄可追溯至漢代。古人將天空中新出現的又快速消失的天體稱為「客星」,於是,科研團隊為這例位於南方朱雀七宿天區的天體取名「南方朱雀客星」。後續,科研團隊還要對該天體進行更多、更詳細的分析,對其實際性質給出科學性結論。
其實,這僅是「天關」在測試和運行的初期階段觀測到的諸多新暫現源之一。可能屬於新的恆星級黑洞候選體或中子星EP240904a、小麥哲倫雲中產生於罕見雙星系統的爆發、一例正在發生的中等質量黑洞潮汐瓦解恆星事件……自成功發射至今年9月,「天關」已成功探測到60例確定的暫現天體、上千例暫現天體候選體和480多例恆星耀發、100餘例已知天體的爆發,涉及中子星、伽馬射線暴、超新星等類型,輻射持續時長從幾十秒到幾個月不等。
「『天關』衛星早期的這些發現表明,我們之前所認識的暫現天體可能只是宇宙中的冰山一角。」袁為民表示,利用軟X射線這一新的監測窗口,「天關」將聚焦更多的「宇宙煙花」,並通過天文預警引導國內外同類天文設備進行後續的跟蹤觀測,加深人類對宇宙的認識。
「EP已經充分證明了寬視場X射線天文學的重要性。」英國萊斯特大學物理與天文學院教授保羅·奧布萊恩(Paul O'Brien)說,該衛星強大的巡天和後隨觀測能力,不僅能夠發現眾多新的X射線暫現源,還能對已知的X射線源進行常規監測,「今年3月它探測到的一個非常遙遠的伽馬射線暴,以及一個確切起源尚未明確的暫現源,充分展示這顆衛星在天文學領域已經產生了重要影響。」
「天關」衛星項目是中國科學院空間科學(二期)戰略性先導科技專項立項並實施的空間科學衛星系列任務之一,歐洲空間局(ESA)、馬普地外物理研究所(MPE)和法國國家空間研究中心(CNES)參與研製。該衛星於2024年1月9日發射升空,同年7月起開展常規的科學運行。
揭秘
「天關」衛星的名字這樣來
我國北宋至和元年(公元1054年)司天監觀測並記錄的「天關客星」超新星爆發(SN1054),是人類歷史上最重要的天文事件之一,被世界科技史界稱為「中國新星」。其遺骸形成的蟹狀星雲,是國際天文界廣泛引用的《梅西耶星表》中的第一號天體。
今年4月,在2024年中關村論壇年會上,EP衛星發布了第一批在軌探測圖像,蟹狀星雲的X射線波段「證件照」就在其中。袁為民表示,將EP衛星命名為「天關」,體現了我國在超新星爆發觀測記錄方面的深厚淵源和對世界天文學的卓越貢獻。
來源:北京日報客戶端
記者:劉蘇雅