时域天文研究的利器:爱因斯坦探针
2018-10-10魏星
中国科技术语 2018年4期
时域天文学的主要研究对象是暂现源和剧烈爆发天体,它们也是宇宙中壮观而神秘的自然现象。暂现源是指在短时间内出现,然后很快消失的天体。剧烈爆发天体则是指亮度在短时间内突然出现数量级式增长的天体。这两种天文现象主要源自两类天体物理过程。一是天体自身的突变过程,比如恒星的塌缩、黑洞或中子星之间的并合,典型天体为超新星、伽马射线暴等。另一类产生于极端物理环境,比如黑洞和中子星周围的超强引力场及磁场,典型天体为X射线双星、活动星系核、黑洞潮汐瓦解事件等。
由于这类突发性事件在时间和空间上都很难预测,为了达到及时捕获信号的目标,就需要大视场的望远镜进行高频率的全天监测。暂现源和剧烈爆发天体的辐射普遍能在X射线波段被探测到。目前在轨运行的X射线大视场监测设备有美国国家航空航天局的Swift/BAT(“雨燕”卫星的爆发警报望远镜)和日本宇航局搭载在国际空间站上的MAXI全天X射线监视器。这些设备(包括之前RXTE卫星上的ASM全天监视器)都工作在中等和硬X射线波段,而在软X射线波段(光子能量小于2 keV)尚未有很好的全天监测设备。
以中国科学院国家天文台研究人员为首的科学家们提出了爱因斯坦探针(Einstein Probe,简称EP)卫星项目。2017年底,EP卫星成为中国科学院先导科技专项正式立项的项目,系统的工程研制阶段已经于2017年9月开始,研制周期为5年。EP是一颗面向时域天文学和高能天体物理的天文探测卫星,将搭载一台软X射线波段的宽视场监视器,以满足在该波段开展大视场全天监测的迫切需求。……
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