近日，北京举行了一场别开生面的发布会，庆祝“天关”卫星在轨交付并揭晓了由我国自主研发设备捕捉的首张全天X射线天图，这标志着中国正式迈入X射线时域天文的新纪元。
近年来，中国空间科学领域取得了显著进展，其中“天关”卫星（又名爱因斯坦探针卫星）尤为引人注目。该卫星于2024年1月9日成功发射，旨在捕捉宇宙中的高能暂现天体现象，为其他天文设备提供预警和引导。那么，“天关”卫星究竟有何独特之处？它又将如何推动中国空间科学的发展？让我们一探究竟。
X射线作为一种高能电磁波，能够轻松穿透物质，是探索宇宙深处奥秘的重要工具。宇宙中的高温物体，如太阳的外层大气日冕、星系团、超新星、大质量双星以及黑洞，都是强烈的X射线源。然而，由于地球大气层的屏蔽作用，我们无法在地面上直接观测到这些来自宇宙的X射线。因此，发射“天关”卫星成为了观测宇宙X射线的关键。
“天关”之名，源于公元1054年中国北宋时期记录的一次超新星爆发，其遗骸正是著名的蟹状星云。至今，蟹状星云的中心依然散发着强烈的X射线辐射。当地时间2024年6月3日，美国国家航空航天局公布的蟹状星云新细节图，再次印证了这一古老记录的准确性。
“天关”卫星配备了两部沃尔特型观测单元，每部单元由54层镀金掠射镜叠加而成，具有极高的分辨率和聚光能力。然而，面对宇宙中突然闪现的X射线爆发事件，如何让卫星做到全方位观测成为了一个挑战。为此，“天关”卫星采用了仿生的“龙虾眼”光学系统，其进光口由排布在球面上的方形微孔阵列组成，能够顺利让X射线通过微米级的金属管汇集到成像设备。这一设计使得“天关”卫星的视场非常广阔，绕地球飞行三圈几乎就能看遍整个天空。
“天关”卫星的工作流程十分高效。它一边绕着地球飞行，一边用“龙虾眼”大视场望远镜巡视太空。一旦发现值得细看的X射线源，就会立即启动沃尔特型望远镜进行定向精密观测。“天关”卫星团队还积极与其他天文机构合作，发出了100多条天文警报，引导他们在多个时间窗口和波段对暂现源进行后随观测。
“天关卫星”“龙虾眼”工作模拟图
通过“天关”卫星的观测，我们可以更加深入地了解宇宙中的高能暂现天体现象，探秘早期宇宙的奥秘。这一成果不仅展示了中国在空间科学领域的实力，也为全球天文学研究做出了重要贡献。
