近日，北京舉行了一場(chǎng)盛大的儀式，慶祝“天關(guān)”衛(wèi)星（也被稱(chēng)為愛(ài)因斯坦探針衛(wèi)星）的在軌交付，并發(fā)布了一項(xiàng)重要科學(xué)成果——中國(guó)自主研發(fā)設(shè)備觀測(cè)到的首張全天X射線(xiàn)天圖。這一里程碑式的成就標(biāo)志著中國(guó)在X射線(xiàn)時(shí)域天文學(xué)領(lǐng)域邁入了一個(gè)全新的發(fā)展階段。

近年來(lái)，中國(guó)在空間科學(xué)領(lǐng)域取得了顯著進(jìn)展，發(fā)射了一系列科學(xué)衛(wèi)星，形成了包括“悟空”號(hào)、“墨子”號(hào)等在內(nèi)的空間科學(xué)衛(wèi)星系列。作為其中的一員，“天關(guān)”衛(wèi)星于2024年1月9日成功發(fā)射升空，肩負(fù)著在X射線(xiàn)波段觀測(cè)宇宙的重任。該衛(wèi)星的主要目標(biāo)是發(fā)現(xiàn)和觀測(cè)宇宙中的高能暫現(xiàn)天體，即那些在短時(shí)間內(nèi)釋放出巨大能量的天體現(xiàn)象，并及時(shí)發(fā)布預(yù)警，引導(dǎo)其他天文設(shè)備進(jìn)行后續(xù)跟蹤觀測(cè)。

X射線(xiàn)是一種能量極高的電磁波，能夠輕松穿透各種物質(zhì)。在宇宙中，非常熱的物體，如日冕（太陽(yáng)的外層大氣）、星系團(tuán)、超新星、大質(zhì)量雙星以及黑洞等，都會(huì)發(fā)出強(qiáng)烈的X射線(xiàn)。然而，由于地球大氣層的屏蔽作用，人類(lèi)無(wú)法在地面上直接觀測(cè)到這些來(lái)自宇宙的X射線(xiàn)，因此需要將觀測(cè)設(shè)備送入太空。這正是“天關(guān)”衛(wèi)星發(fā)射的重要意義所在。

“天關(guān)”衛(wèi)星的名稱(chēng)源自公元1054年發(fā)生在金牛座附近的一次超新星爆發(fā)，這次爆發(fā)被中國(guó)古代的司天監(jiān)記錄下來(lái)，稱(chēng)為“天關(guān)客星”。其遺骸至今仍散發(fā)著強(qiáng)烈的X射線(xiàn)輻射，形成了著名的蟹狀星云。2024年6月3日，美國(guó)國(guó)家航空航天局公布了蟹狀星云的新細(xì)節(jié)圖，展示了其中心的中子星——蟹狀星云脈沖星，以及它兩極強(qiáng)烈的X射線(xiàn)輻射。

“天關(guān)”衛(wèi)星配備了先進(jìn)的觀測(cè)設(shè)備，包括兩部相同的沃爾特型觀測(cè)單元和12個(gè)“龍蝦眼”模塊。沃爾特型觀測(cè)單元利用特定曲面上排布的金屬片，將X射線(xiàn)引導(dǎo)到聚焦點(diǎn)，具有高分辨率和強(qiáng)大的聚光能力。而“龍蝦眼”模塊則是一種仿生的新型光學(xué)系統(tǒng)，其進(jìn)光口由排布在球面上的方形微孔陣列組成，能夠順利讓X射線(xiàn)通過(guò)微米級(jí)的金屬管匯集到成像設(shè)備，實(shí)現(xiàn)大視場(chǎng)觀測(cè)。

“天關(guān)”衛(wèi)星的工作流程十分高效。在繞地球飛行的過(guò)程中，它會(huì)使用“龍蝦眼”大視場(chǎng)望遠(yuǎn)鏡不斷巡視太空，一旦發(fā)現(xiàn)值得細(xì)看的X射線(xiàn)源，就會(huì)立即啟動(dòng)沃爾特型望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行定向精密觀測(cè)。“天關(guān)”衛(wèi)星團(tuán)隊(duì)還積極與其他國(guó)際天文機(jī)構(gòu)合作，已發(fā)出100多條天文警報(bào)，引導(dǎo)這些機(jī)構(gòu)在多個(gè)時(shí)間窗口和多個(gè)波段對(duì)暫現(xiàn)源進(jìn)行后續(xù)觀測(cè)，以獲取更詳盡的天體信息。

通過(guò)“天關(guān)”衛(wèi)星的觀測(cè)，科學(xué)家們可以更加深入地了解宇宙中的高能暫現(xiàn)天體，探索宇宙的起源和演化。這一重要科學(xué)成果的發(fā)布，不僅提升了中國(guó)在空間科學(xué)領(lǐng)域的國(guó)際影響力，也為人類(lèi)認(rèn)識(shí)宇宙、探索未知提供了新的視角和手段。