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“天罗地网”探宇宙
信源:光明日报|编辑:2021-04-07| 网址:https://www.popyard.org     抄送朋友打印保留

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高能宇宙线辐射会不会让人产生身体变异?伽马射线暴会不会对人类产生威胁?宇宙从何而生,又向哪里去?宇宙中是否还存在比黑洞更“极端”的天体?人类是不是这广袤宇宙中唯一的智慧生物……这些问题都是网友非常关心的问题。遗憾的是,这些问题中的大部分都还没有准确答案。

但,大家不要沮丧。改革开放以来,随着我国科学技术的发展、科技人才的成长和工业实力的增强,我国科研人员正在铺设探索宇宙的“天罗地网”,比如“悟空”暗物质粒子探测卫星、高海拔宇宙线观测站、中国极深地下实验室“中国锦屏地下实验室”等,希望能够为解答这些谜题作出中国贡献。

探索宇宙,不仅仅是为了满足人类的好奇心,它既是新技术的试验场,也是高技术的引擎,催生了包括互联网、信息传输等新技术和耐高温、耐辐射等多种新材料的出现和发展。

本期,我们邀请中国科学院高能物理研究所的科学家为大家介绍几项中国科学家主导的探索宇宙的大科学工程。

“慧眼”:“活捉”黑洞与中子星2017年6月15日成功发射的“慧眼”卫星,是我国首颗X射线天文卫星。“慧眼”卫星对银河系开展巡天扫描,黑洞、脉冲星、伽马暴……这些未解之谜都是“慧眼”的研究范围。“慧眼”卫星是中国空间科学先导专项中最贵、最重、科学仪器最多的卫星,曾有科学家评论,它将改变空间高能天文研究长期依赖国外卫星观测数据的状况。

“慧眼”卫星在轨测试和正式交付以后,取得了黑洞及中子星双星观测、伽马射线暴、引力波电磁对应体探测等多项科研成果。例如,2017年10月16日,双中子星并合产生引力波联合观测成果全球发布,“慧眼”卫星参与了观测并发挥了重要作用,对引力波高能电磁辐射对应体进行监测并确定了伽马射线的流量上限。2020年9月,“慧眼”卫星在高于200千电子伏特(keV)的能段发现了黑洞双星系统的低频准周期振荡(quasi-periodic oscillation,QPO),这是迄今为止发现的能量最高的低频QPO现象。研究表明,其起源于黑洞视界附近的相对论喷流(向外高速运动的等离子体流)的进动,为解决一直以来存在争议的低频QPO物理起源问题提供了重要依据。日前,“慧眼”团队宣布发现了第一例与快速射电暴成协的非热X射线暴并且证认其来自于具有超强磁场的年轻中子星。这些成果标志着“慧眼”卫星开拓了对黑洞和中子星的X射线宽能段光变和能谱研究的新窗口。

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