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我國(guó)首顆X射線天文衛(wèi)星“慧眼”發(fā)射升空。

　　2018年前夜，國(guó)家主席習(xí)近平發(fā)表新年賀詞時(shí)表示：“科技創(chuàng)新、重大工程建設(shè)捷報(bào)頻傳。‘慧眼’衛(wèi)星遨游太空……”

　　聽(tīng)到這句話，“慧眼”項(xiàng)目首席科學(xué)家張雙南心中為之一振：“習(xí)總書(shū)記這么重視科學(xué)，讓我們很受鼓舞，也讓我們倍感責(zé)任重大。我們將努力奮斗，盡快用好的科學(xué)成果回報(bào)國(guó)家的支持?！?/p>

　　2017年6月15日，我國(guó)首顆X射線天文衛(wèi)星“慧眼”在萬(wàn)眾矚目中升空。張雙南向《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者透露，半年以來(lái)，“慧眼”已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了幾十個(gè)伽馬射線暴，在中子星、黑洞觀測(cè)方面取得了初步成果，并在銀河系掃描方面取得了關(guān)鍵結(jié)果。

　　廿載奔波 終成正果

　　“慧眼”全稱“硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星”（HXMT）。它的出現(xiàn)，填補(bǔ)了我國(guó)空間X射線天文衛(wèi)星探測(cè)的空白。

　　“硬X射線”是X射線的一種。波長(zhǎng)較短、能量較高的被稱為“硬X射線”，波長(zhǎng)較長(zhǎng)、能量較低的被稱為“軟X射線”。 X射線是外太空的“?？汀?。脈沖星、伽馬射線暴、超新星遺跡、黑洞等都會(huì)發(fā)出X射線，包括硬X射線。但是，由于X射線穿越地球大氣層時(shí)會(huì)嚴(yán)重衰減，通過(guò)望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星在空間軌道捕捉X射線，特別是硬X射線，就成為各國(guó)科學(xué)家競(jìng)相追逐的目標(biāo)。

　　1999年，美國(guó)發(fā)射了錢德拉X射線天文臺(tái)，歐洲發(fā)射了XMM—牛頓衛(wèi)星，成為世界X射線天文學(xué)時(shí)代開(kāi)啟的標(biāo)志性事件。那時(shí)，中國(guó)的硬X射線衛(wèi)星尚屬空白，可中國(guó)科學(xué)家早已醞釀了一個(gè)雄心勃勃的空間科學(xué)計(jì)劃。

　　1994年，中科院院士、高能所研究員李惕碚提出基于直接解調(diào)方法的硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡的設(shè)想，目標(biāo)是完成人類首次硬X射線成像巡天，發(fā)現(xiàn)大批黑洞，深入研究中子星和黑洞強(qiáng)引力場(chǎng)中的動(dòng)力學(xué)和高能輻射過(guò)程。

　　“我總想做一點(diǎn)新的東西，特別是做出跟西方主流不一樣的東西?！崩钐桧赵缡钦f(shuō)。

　　經(jīng)過(guò)近20年的奔走呼吁，2011年3月，硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星工程由國(guó)防科工局與財(cái)政部共同批復(fù)立項(xiàng)，用戶單位為中科院，中科院將該工程納入空間先導(dǎo)專項(xiàng)計(jì)劃。

　　隨著2017年6月15日“慧眼”的升空，中國(guó)一大批科學(xué)家的天文夢(mèng)想有了實(shí)現(xiàn)的平臺(tái)。

　　分秒必爭(zhēng) 視野無(wú)涯

　　2017年6月16日，就在“慧眼”發(fā)射升空后的24小時(shí)，地面工作人員收到了它傳送回來(lái)的第一批數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量超過(guò)2GB。經(jīng)驗(yàn)證，數(shù)據(jù)質(zhì)量良好。

　　從這時(shí)起，直到“慧眼”壽命的最后一刻，工作人員都能從“慧眼”那里收到源源不斷的數(shù)據(jù)，因?yàn)椤盎垩邸本哂袕?fù)雜的熱控保障、對(duì)地測(cè)控與數(shù)傳保障以及載荷長(zhǎng)期工作下的能源保障能力，可以全天時(shí)接收來(lái)自宇宙的信息。

　　“慧眼”不僅看得勤，還看得清。爭(zhēng)分奪秒、不眠不休，為的就是把那宇宙“看得清清楚楚、明明白白、真真切切”。

　　與國(guó)外已經(jīng)發(fā)射的只能看到軟X射線的先遣衛(wèi)星相比，“‘慧眼’是世界上探測(cè)能區(qū)覆蓋范圍最廣的天文望遠(yuǎn)鏡之一，可以進(jìn)行很寬譜段的X射線和伽馬射線觀測(cè)?！睆堧p南說(shuō)。

　　總重量2.5噸的“慧眼”裝載著高能、中能、低能X射線望遠(yuǎn)鏡和空間環(huán)境監(jiān)測(cè)器，可觀測(cè)1keV至250keV能量范圍的X射線和監(jiān)測(cè)200keV至3MeV能量范圍的伽馬射線。這一特點(diǎn)讓“慧眼”不僅可以將宇宙事件從發(fā)生、發(fā)展到結(jié)束的全過(guò)程盡收眼底，還能看清楚這些景象出現(xiàn)時(shí)的時(shí)變過(guò)程，相比國(guó)際上同類衛(wèi)星，有更高的時(shí)間分辨率。

　　同時(shí)，“慧眼”采用直接解調(diào)成像的方法，通過(guò)掃描觀測(cè)，完成寬波段、高靈敏度、高分辨率的空間X射線成像。

　　張雙南介紹，“慧眼”主要工作模式包括巡天觀測(cè)、定點(diǎn)觀測(cè)、小天區(qū)掃描模式和伽馬射線全天監(jiān)測(cè)。

　　如今，“慧眼”正在對(duì)銀道面進(jìn)行巡天觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)新的高能變?cè)春鸵阎吣芴祗w的新活動(dòng)；通過(guò)觀測(cè)和分析黑洞、中子星等高能天體的光變和能譜性質(zhì)，加深對(duì)致密天體和黑洞強(qiáng)引力場(chǎng)中動(dòng)力學(xué)和高能輻射過(guò)程的認(rèn)識(shí)，等等。

　　“慧眼”觀天 首戰(zhàn)告捷

　　2017年10月16日，一條與引力波有關(guān)的消息再次轟動(dòng)了全世界。

　　美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)宣布，科學(xué)家于2017年8月17日首次發(fā)現(xiàn)雙中子星并合引力波事件，國(guó)際引力波電磁對(duì)應(yīng)體觀測(cè)聯(lián)盟發(fā)現(xiàn)了該引力波事件的電磁對(duì)應(yīng)體。

　　這其中，有“慧眼”的功勞。

　　這次引力波事件把“慧眼”再次推上了世界天文學(xué)的舞臺(tái)。中科院高能所副研究員熊少林告訴記者，“‘慧眼’發(fā)射之后一直在進(jìn)行調(diào)試，剛調(diào)試兩個(gè)多月就參與了這個(gè)大發(fā)現(xiàn)，很幸運(yùn)。”

　　盡管沒(méi)有直接探測(cè)到該引力波事件的伽馬射線爆發(fā)，鑒于“慧眼”觀測(cè)限制的重要性，“慧眼”不僅以合作組形式加入了報(bào)告本次歷史性發(fā)現(xiàn)的論文，在論文的正文部分報(bào)告了觀測(cè)結(jié)果；而且，“慧眼”的詳細(xì)分析結(jié)果還以獨(dú)立論文的形式于10月16日以封面文章同步發(fā)表在《中國(guó)科學(xué)：物理學(xué)力學(xué)天文學(xué)》雜志英文版上。

　　“‘慧眼’完成在軌測(cè)試后，現(xiàn)在衛(wèi)星已經(jīng)處于常規(guī)科學(xué)觀測(cè)模式，并開(kāi)始執(zhí)行根據(jù)用戶需求制定的觀測(cè)計(jì)劃?！睆堧p南告訴記者。今年1月8日到10日，中科院高能物理研究所召開(kāi)了第一屆“慧眼”用戶大會(huì)，包括來(lái)自臺(tái)灣和香港的中國(guó)30多個(gè)高校和科研單位的150多位學(xué)者齊聚一堂，共同商討了“慧眼”衛(wèi)星科學(xué)研究工作并且進(jìn)行了用戶培訓(xùn)，以期讓“慧眼”的科學(xué)能力得到更充分的發(fā)揮。

　?。ㄔd于《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 2018-01-11 第1版 要聞)