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【央广网】我国成功发射引力波暴高能电磁对应体全天监测器卫星
2020-12-11|文章来源:朱敏 |【
 

  央广网北京12月10日消息(记者朱敏)据中央广播电视总台中国之声《新闻晚高峰》报道,北京时间12月10日4时14分,我国在西昌卫星发射中心用长征十一号运载火箭,以“一箭双星”方式将引力波暴高能电磁对应体全天监测器卫星送入预定轨道,发射获得圆满成功。

  引力波暴高能电磁对应体全天监测器卫星英文简称GECAM,又名“极目”,是世界首个专门用于探测引力波暴高能电磁对应体的小型空间高能望远镜。它将对黑洞、中子星等极端天体的剧烈爆发展开观测。目前,借助激光干涉引力波天文台LIGO和Virgo,人类可在地面对引力波事件进行追踪,相当于有了听到引力波的“耳朵”。中科院高能物理研究所副研究员、GECAM卫星副总师兼载荷总师李新乔表示,为了在更短时间内更精准地寻找电磁信号源,我们还需要看到引力波的“眼睛”。李新乔介绍:“双致密星并合的引力波事件可以类比成雷雨天,LIGO、Virgo它相当于是听到了打雷的声音。因为这种双致密天体并合事件它会同时伴随着伽马暴的高能辐射,我们通过GECAM卫星来测这种辐射,基本上就相当于我们用眼睛来看它的闪电。因为大气会对这些伽马射线、X射线有比较强烈地吸收,到地面就被基本吸收干净了。所以我们必须得在大气层之外,需要用卫星的方式来测X射线、伽马射线。”

  “极目”实际是由“小极”和“小目”2颗微小卫星组成。它们像一对孪生兄妹,对引力波暴等进行高精度观测,它们可以把地面观测设备定位的几十到上百平方度范围缩小到平方度量级。李新乔介绍,上天后,兄妹俩将会分开,分别在地球两端进行全天视场的观测。李新乔介绍:“为了不让这两个卫星相撞,一个速度快一点,一个速度稍微慢一点,他们两个分离完以后基本上属于自然漂移的状态,到了第23天的时候,我们把哥哥‘小极’的轨道升高大概9公里,他和妹妹拉开的距离速度会变得更快一些。当这两颗卫星分别到了地球的两端以后,然后再把哥哥‘小极’给它降回来。这样他们两个就保持和地球成180度相位,三点一线来运行。如果是单颗卫星在地球上空运行,地球会遮挡大概1/3的探测器视场。所以我们就设计了两颗卫星背对背运行,它们相互之间视场还有一些交叉,这样就可以实现全天视场覆盖。”

  在“极目”卫星发射之前,美国的费米卫星是这方面观测最强的卫星。而“极目”发射之后,将是近几年内国际上对伽马暴、磁星爆发、快速射电暴等爆发事件综合探测能力最强的卫星。李新乔表示,它的强不仅在于2颗星布局实现全天视场覆盖,也体现在它的灵敏度高、反应快。李新乔说:“在南大西洋上空有一个叫南大西洋异常区,它有大量的带电粒子,是一个大磁井,辐射非常强。很多探测器到这个区域,都会采取关机手段来保护探测器。GECAM在南大西洋异常区有一定的保护措施,我们有专门的工作模式。在这个工作模式下,我们可以在一定程度上让一部分探测器还开机,实现全天视场覆盖。从灵敏度的角度我们也有优势,比费米卫星至少要高出一倍。还有一个非常重要的功能,如果卫星在轨运行的时候来了一个伽马暴事件,那么我们可以进行在轨实时触发和定位计算。定位计算完了以后,把这些信息及时下传到地面。对于引导后随观测(有重要作用),它处于哨兵这么一个角色。”

  中科院高能物理研究所副研究员、GECAM卫星科学应用系统副总师郑世界表示,GECAM的发射运行,有望推动破解黑洞、中子星等致密天体的形成和演化,以及双致密星并合之谜。此外,GECAM还将探测太阳耀斑、地球伽马闪和地球电子束等日地空间高能辐射现象,为进一步研究其物理机制提供科学观测数据。郑世界介绍:“发生引力波目前看来主要是宇宙中的一些极端天体,就是致密天体包括黑洞、中子星并合产生的,我们研究这个对于黑洞和中子星的一些物理性质就能有更深入的了解。”

  去年,我国首颗技术验证卫星——微重力技术实验卫星“太极一号”成功发射,迈出了我国空间引力波探测奠基性的一步。除了“太极一号”和GECAM卫星外,爱因斯坦探针和太阳风-磁层相互作用全景成像卫星等将在未来3到4年内陆续发射,有望在太阳爆发活动、时域天文学、日地关系等方面取得重大原创性成果。

 (源自央广网 2020-12-10版)


 
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