捕捉宇宙“焰火”

新华社记者张泉

1月9日15时03分，我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭，成功将爱因斯坦探针卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。

爱因斯坦探针卫星是中国科学院空间科学先导专项研制的一颗空间科学卫星，因主要科学目标涉及黑洞、引力波等爱因斯坦相对论的重要预言，取名为“爱因斯坦探针”。

1月9日15时03分，我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭，成功将爱因斯坦探针卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。新华社发（邱立军摄）

捕捉转瞬即逝的宇宙“焰火”

宇宙中有哪些爆发现象？这些爆发是如何发生的？宇宙中还有没有我们未知的天体类型？爱因斯坦探针卫星的一个重要任务，就是通过在X射线波段探测宇宙中的爆发现象，进而解答这些问题。

“宇宙中的爆发现象通常会在短时间内出现，然后很快消失，就像转瞬即逝的‘焰火’。这种‘焰火’是随机出现的，很难预测，想要及时捕捉到，就需要对宇宙空间进行大范围、不间断的巡视。”爱因斯坦探针卫星首席科学家、中国科学院国家天文台研究员袁为民说。

袁为民介绍，X射线属于电磁辐射的一种，它的波长很短，光子能量很高。天体的爆发和剧烈活动往往温度很高，会发出X射线。爱因斯坦探针卫星就像一台宽视野的摄像机，通过拍摄X射线“电影”来监测天体的活动和爆发。

“由于地球大气层会阻挡来自天体的X射线，所以需要把望远镜送入太空，才能开展X射线探测。”袁为民说，爱因斯坦探针卫星将开展高灵敏度实时动态巡天监测。

“看”得更远更清晰

“国际上现有的类似设备，由于灵敏度有限，主要探测的是银河系内的爆发现象，以及宇宙中最亮的伽马射线暴。要探测更多的来自其他星系的爆发现象，需要能看得更远的设备。”爱因斯坦探针卫星宽视场X射线望远镜光学系统负责人、中国科学院国家天文台研究员张臣说。

据介绍，爱因斯坦探针卫星共搭载了宽视场X射线望远镜和后随X射线望远镜两台有效载荷，在国际上首次大规模运用了“龙虾眼”微孔阵列聚焦成像技术，还实现了CMOS传感器的空间X射线应用。

爱因斯坦探针卫星在轨运行示意图。（中国科学院微小卫星创新研究院供图）

“与国际同类设备相比，爱因斯坦探针卫星的探测能力提高了1个量级以上，能发现更遥远和更微弱的信号，能看得更清晰，定位得更精准。”张臣说。

据悉，爱因斯坦探针卫星在进行大视场探测的同时，能够精准捕捉到宇宙中遥远暗弱的高能暂现源和转瞬即逝的未知现象，并发布预警引导其他天文设备进行后随观测。

助力解答宇宙未解之谜

“从太阳系附近的恒星活动，到银河系和邻近星系中的白矮星、中子星和黑洞的爆发，再到更遥远星系中的超新星、宇宙中沉寂的黑洞的爆发等，爱因斯坦探针卫星的科学探测目标非常广泛。”爱因斯坦探针卫星科学应用系统总师、中国科学院国家天文台研究员刘元说。

此外，两个中子星并合时会产生引力波事件，爱因斯坦探针卫星还有可能发现伴随引力波信号的X射线辐射。

“爱因斯坦探针卫星能精准捕捉到更加遥远和暗弱的暂现源和爆发天体，探寻来自引力波源的X射线信号。”刘元说，这对研究恒星活动、致密天体形成及演化等具有重要科学意义。

“‘宇宙最早的恒星是什么时候形成的’‘是不是每个星系中心都存在一个超大质量黑洞’……这颗卫星的探测结果有望帮助回答一系列重要科学问题。”刘元说。