最近，我國慧眼衛星團隊在編號為Swift J0243.6+6124的中子星X射線雙星中發現了能量高達146千電子伏的回旋吸收線，其對應的中子星表面磁場強度超過16億特斯拉。科學家表示，這是繼2020年直接測量到約10億特斯拉的宇宙最強磁場之后，慧眼衛星再次大幅度刷新了最高能量回旋吸收線和宇宙最強磁場直接測量的世界紀錄。

(資料圖片)

慧眼衛星觀測吸積脈沖星藝術圖

（圖片來源：中科院高能所）

慧眼衛星憑什么刷新世界紀錄？我們又為什么要建造它？與其它天文衛星相比又有什么特點和突破？今天，就讓我們前去一探究竟。

一、慧眼衛星是什么？

為了研究黑洞、中子星等高能致密天體的基本物理性質以及對周圍時空的影響，中國科學院高能物理研究所和航天科技集團五院等單位研制了我國第一顆空間X射線天文衛星——“慧眼”硬X射線調制望遠鏡（HXMT）衛星。 這是中國第一顆空間X射線天文衛星，于2017年6月15日發射升空。

HXMT發射現場 （圖片來源：Insight—HXMT)

它主要由衛星平臺和有效載荷構成，總重量約2500Kg，將在高度550公里、傾角43°的近地圓軌道上運行。搭載了三個空間望遠鏡，包括高能X射線望遠鏡、中能X射線望遠鏡和低能X射線望遠鏡。

二、為什么要建造慧眼衛星？

空間天文望遠鏡實際上開創了人類探索宇宙的一個窗口。在開創這個領域之后，人類發射了各種各樣的天文衛星，其中也包括我們很熟悉的哈勃天文衛星。中國作為航天大國，希望運用自己的力量在航天領域助力科學，進入空間開展基礎研究，“慧眼”硬X射線調制望遠鏡（HXMT）衛星應運而生，成為國人探索宇宙的突破口。

哈勃望遠鏡 (圖片來源：NASA)

在宇宙中，當物質被致密天體的引力俘獲后，會以螺旋運動掉向中心天體，速度越來越快，溫度越來越高，最后會發出強烈的、比一般X射線能量高的硬X射線。 雖然X射線穿透能力比較強，但也不能穿透地球大氣，所以我們必須要到地球大氣層以外才有可能探測到來自天體的X射線。

HXMT衛星目的就是接收來自天體的X射線，當然這種天體可以是中子星，也可以是黑洞。科學家希望尋找尚未被發現的黑洞和中子星，同時，對已經知道的也進行觀測和研究，從而拓展我們對于黑洞和中子星的知識。

三、慧眼衛星強在哪里？

硬X射線調制望遠鏡（HXMT）衛星在能量覆蓋范圍、探測面積和能量分辨率等方面具有明顯的綜合優勢，將為國內外科學家提供大批高質量觀測數據，使我國在大天區高靈敏度快速巡天、黑洞、中子星等天體的硬X射線快速光變研究以及劇烈高能爆發現象的監測等領域達到國際先進水平。

**1、能量覆蓋面積廣。**首先，這個X射線的儀器覆蓋范圍比較廣的，覆蓋從1kev到300kev左右，有基本上300倍的能量覆蓋的范圍，如果再加上對伽馬射線暴的探測能力，到3000個kev，覆蓋的范圍就有3000倍，很少有這樣一個衛星能有這樣寬的光子覆蓋范圍。

**2、儀器幾何面積大。**比如，高能段儀器的幾何面積達到了5000平方厘米，這是在這個能量段最大的面積。

**3、望遠鏡視場寬。**比如，我們將會對中子星和黑洞進行非常高統計量、高波段的研究，這是以前的天文望遠鏡或者X射線望遠鏡比較難做到的。由于視場相對比較寬，面積又比較大，這樣我們對于銀河系內的一些比較弱的源變化就會比較敏感，所以我們會對銀河系進行巡天的工作，來搜尋銀河系內有多少像這樣的比較暗弱、隨時間變化的天體，這對我們理解銀河系內的中子星和黑洞都是非常重要的，適合用來進行天體物理的研究。

與國外的X射線衛星相比，慧眼衛星在以上許多方面具有優勢，它打開了觀測黑洞、中子星硬X射線快速光變和能譜研究的新窗口。同時我們也期望，在接下來的科學研究中，能有更多意外的收獲，盼望著HXMT能帶給我們更多意外的驚喜。

出品：科普中國

作者：中國科普博覽

標簽： 射線望遠鏡 天文衛星 世界紀錄