爱因斯坦探针卫星示意图
爱因斯坦探针卫星是中国科学院牵头研制的一颗空间科学卫星,于2024年1月发射升空,主要用于观测宇宙中的剧烈爆发现象,捕捉这些转瞬即逝的宇宙“焰火”, 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科学预言,取名为“爱因斯坦探针”。
其基本构造由一台全天监视器型宽视场 X 射线望远镜(WXT)和一台后随观测的窄视场 X 射线望远镜(FXT)组成。宽视场 X 射线望远镜(WXT)由 12 个望远镜模块组成,每个模块都有独特的 “龙虾眼” 结构。这种结构是受到龙虾眼睛的启发,由许多方孔形状的微型管道构成,管道壁光滑且指向同一球心,可以使各个方向的光线在小方孔内反射汇聚。窄视场 X 射线望远镜(FXT)用于暂现源和爆发源的后随观测及机遇目标观测。
爱因斯坦探针卫星的主要科学目标
爱因斯坦探针卫星的成果
爱因斯坦探针卫星第一批在轨科学探测图
2024 年 4 月 27 日,爱因斯坦探针卫星任务发布了第一批在轨探测图像。
图1 宽视场X射线望远镜(WXT)指向银河系中心的观测图像(X射线数据版权EP科学中心)
图1展示的是宽视场X射线望远镜(WXT)指向银河系中心的观测图像,曝光时间约40000秒。几乎所有明亮的X射线天体都能在图中分辨出来,这些紫色的十字形光斑是由龙虾眼X射线望远镜拍摄成像的,蓝色云雾状结构来自银河系热气体的前景辐射。宽视场X射线望远镜(WXT)有着世界上最大的X射线聚焦成像视场,几乎覆盖了全天的1/11。照片中X射线天体使用紫色画出,底图是由欧洲南方天文台(ESO)提供的数字巡天(DSS)彩色照片。
图2 宽视场X射线望远镜(WXT)首次报告的暂现源(X射线数据版权EP科学中心)
图2展示的伽马射线暴候选体(EP240219a)是宽视场X射线望远镜(WXT)最早发现的若干暂现源之一,是EP卫星团队第一个在天文学家电报上报道的暂现源。该伽马射线暴于2024年2月19日在WXT视野中突然出现,持续约100秒后消失。图中心的亮源是著名的蟹状星云(Crab),它也是WXT用于定位标定的源。
图3 后随X射线望远镜(FXT)对蟹状星云(Crab)观测图像(X射线数据版权EP科学中心)
图3展示的是后随X射线望远镜 (FXT)于2024年2月28日观测到的蟹状星云 (Crab)。蟹状星云是著名的超新星遗迹,其前身星爆发于1054年,中国宋代天文学家观测到并详细记载下来。
图4 后随X射线望远镜(FXT)对梅西耶87(M87)椭圆星系观测图像(X射线数据版权EP科学中心)
图4展示的是后随X射线望远镜(FXT)在X射线能段观测到的室女(Virgo)星系团中明亮的巨椭圆星系梅西耶87(M87)。梅西耶87(M87)内存在大量弥散的热气体,其中心有一个大质量黑洞,产生的喷流把中心区域的冷气体带出来,形成了臂的形状,在后随X射线望远镜(FXT)的图像中能够清晰的看到这个结构。同时在梅西耶87(M87)外围,还清楚地观测到亮度阶跃变化的冷锋。