＂慧眼＂比＂天眼＂站得高 能更仔细地看黑洞

发现新的高能变源和已知高能天体的新活动

理解黑洞和中子星系统的活动和演化机制

理解吸积黑洞和中子星系统的基本性质

研究宇宙深处大质量恒星的死亡以及中子星并合等过程中黑洞的形成

使命

[自身重量] 约2.5吨 [载荷重量] 981公斤 [设计寿命] 4年

[安装设备] 高、中、低能3组X射线望远镜

[探测面积] 超过了5000平方厘米 (是国际上同能区探测器中面积最大的)

6月15日，首颗X射线天文卫星慧眼从酒泉卫星发射中心升空，它将揭示宇宙中惊心动魄的图景：黑洞吞噬被撕裂的星星、脉冲星疯狂旋转、宇宙深处猛烈的爆炸

宇宙中几乎每天都发生着大事件。然而，在望远镜出现之前，得到证实的超新星记录只有7次。昨日，慧眼首席科学家张双南接受长江日报记者采访时表示，天文学家对望远镜的追求不断进阶，更强、更大、更清晰，还要架进太空。因此，同样是观测黑洞，有了天眼，还要有刚刚睁开的慧眼。

链接

光学、红外、紫外、射电、X射线

天文望远镜

各有各的看法

只有在太空才能观测到来自天体的X射线

自1609年伽利略开始用光学望远镜观测天体以来，性能越来越精良的各种天文望远镜不断为探测研究天体奥妙做出新的贡献。所有的天文望远镜均可以看作为天体辐射的收集器，由于工作频段的不同，天文望远镜分为光学望远镜、红外望远镜、紫外望远镜、射电望远镜、X射线等。

光学望远镜

波段：400700纳米

观测对象：肉眼可见天体

人类的天文观察首先是从光学波段开始的，17世纪初意大利科学家伽利略率先把望远镜应用于天文观测，从此光学望远镜成为天文学家观测宇宙的强有力的工具。在随后的近三个半世纪里，在技术上取得很大进展的光学望远镜的推动下，极大地深化了人类对宇宙的认识。

射电天文望远镜

波段：大于1毫米的电磁波

观测对象：天体发射的无线电波

由于无线电波可以穿过光波通不过的尘雾，射电天文观测就能够深入到以往凭光学方法看不到的地方。20世纪60年代天文学取得了四项非常重要的发现：脉冲星、类星体、宇宙微波背景辐射、星际有机分子，被称为四大发现。这四项发现都与射电望远镜有关。

红外天文望远镜

波段：0.71000微米

观测对象：被宇宙尘埃掩蔽的天体

最早的红外观测可以追溯到十八世纪末。现代的红外天文观测兴盛于十九世纪六七十年代，当时是采用高空气球和飞机运载的红外望远镜或探测器进行观测。1983年1月23日由美英荷联合发射了第一颗红外天文卫星IRAS，1995年11月17日由欧洲、美国和日本合作的红外空间天文台（ISO）发射升空并进入预定轨道。

紫外天文望远镜

波段：3100100埃

观测对象：恒星、白矮星、星云中心星、

星际物质

在紫外波段可以了解到比可见光波段更多的关于天体物理状态和化学组成的信息，但为了避开臭氧层和大气的吸收，紫外观测要放在150公里的高度才能进行。第一次紫外观测是用气球将望远镜载上高空，以后用了火箭、航天飞机和卫星等空间技术才使紫外观测有了真正的发展。从太阳开始，先后探测了行星和行星际空间、银河辐射源，以及河外源，取得了令人兴奋的进展。

X射线天文望远镜

波段：0.0110纳米

观测对象：发射高能射线的天体

除发射可见光外，宇宙中还存在着很多能发射高能射线的天体，如恒星、黑洞周围空间和星云等。通过对这些天体的研究可以了解恒星的形成、黑洞现象和恒星爆炸后所引起的气体膨胀等现象。由于天体的X射线是无法到达地面的，因此在人造地球卫星上天以后，天文学家才得到重要的观测成果，X射线天文学才发展起来。

整理/记者欧阳思陨

据张双南解释，银河系里有许多中子星和黑洞。但它们有的被厚厚的尘埃所遮挡，有的根本就不会发出可见光，需要在X射线波段观察才能发现。然而地球大气会阻挡X射线，只有在太空进行观测，才有可能探测到来自天体的X射线。

X射线波长极短，能量很高。当我们把一台普通光学望远镜对准X射线天体时，X射线不会像可见光那样在镜面上发生反射或折射，而会像一粒粒炮弹直挺挺打进水塘里一样被吸收掉。能量越高，炮弹的速度就越快，X射线也就越硬。

因此，普通的可见光望远镜根本看不到它们的影子，也就无法获得天体的X射线图像。张双南介绍，慧眼将在国际上首次系统性地获得银河系内高能天体活动的动态图景，进而发现大量新的天体和天体活动新现象。

慧眼适合看暴躁的黑洞中子星

神秘莫测的黑洞还隐藏着很多秘密。黑洞能产生X射线等各种辐射，还有可能产生高能宇宙线以及强烈的喷流。它们究竟在干什么？现在人类只有二三十个黑洞的样本，能发现更多当然好，对已发现的黑洞我们也希望研究得更清楚，找到黑洞只是开始。张双南说。

据他描述，黑洞有时很冷静，有时很暴躁。当它发脾气时，产生的X射线流强特别高。国外的卫星适合看安静的黑洞，而慧眼特别适合看暴躁的黑洞和中子星。

我们还不知道为什么有些黑洞发脾气，所以我们希望对银河系的黑洞和中子星做比较详细的普查。张双南说。

此外，慧眼还要给宇宙中诡异的中子星（脉冲星）把把脉。我们还不清楚中子星的内部是什么。它们具有超强的引力场、电磁场和核密度，可谓极端物理的天然实验室。通过研究中子星的X射线，我们可以测量其表面的磁场强度，研究高密度、强磁场下物质的性质。张双南说。

此外，人类已探测到几次引力波，但科学家急切想找到与引力波相对应的电磁波信号，这也是慧眼的一项重要使命。如果能发现引力波的电磁对应体，这将成为慧眼最精彩的科学成果。张双南说。

太空望远镜竞争激烈也有合作

目前太空中运行着大约有7台能够开展X射线观测的设备，包括美国航天局的能以较高精度对软X射线波段进行观测的钱德拉X射线天文台、对硬X射线探测本领很强的核分光望远镜阵，以及欧洲空间局专门对软X射线进行观测的XMM牛顿望远镜（XMM-Neton）等。

竞争的确非常激烈。张双南说，日本刚发射的瞳失败了，但他们还有一台设备在国际空间站。印度也有天文号卫星（Astrosat），听说运行状态还可以。我国在天宫二号有一个专门做伽马射线暴的天极望远镜（POLAR），美国计划2017年再发射中子星内部组成探测器（NICER）到国际空间站上去，德国和俄罗斯也要联合发射X射线伽马射线谱天文卫星（SRG）。

但这也是一件好事。他表示，在这个领域，国际上还是一个学术团体，每年各个小组都会开会协调，筹划一些联合观测。联合观测的主要目的是做仪器的交叉标定。比如，老一些的卫星性能都弄清楚了，然后和新上天的仪器同时做一个观测，就能够用老卫星的可靠数据来校准新设备。所以确实有竞争，也有一些合作。

揭秘

科学家为慧眼准备了6个名字

首枚太空望远镜，它有个美丽的名字叫慧眼。这个名字是谁给它取的？研制过程中遇到了哪些困难？长江日报记者采访到了张双南，他为大家一一揭秘。

硬X射线调制望远镜（HXMT）有中英文名字，还有昵称？

张双南向长江日报记者揭秘，为了解决硬X射线调制望远镜卫星读起来绕口这一问题，HXMT科学家团队煞费苦心，在面向社会征名的情况下，他们最终为其酝酿了一个美丽的名字叫作慧眼，英文名字叫Insight（洞察）。

他透露，科学家团队及卫星工程研制团队曾为卫星酝酿了6个名字：凤舞、天巡、星海、慧眼、仙女、天镜，从中选择了慧眼。它也饱含着团队对未来的期望：借助这只慧眼，穿过星际迷尘的遮挡，探寻深藏在宇宙深处的秘密。

这个名字也是向高能物理领域杰出的女科学家，天体物理学奠基人之一，何泽慧先生致敬。张双南说。

慧眼研制过程中，遇到的最大阻力与难题是什么？

张双南介绍，这枚自主研发的卫星花了24年时间，从立项到成功发射也经历了六年零三个月。其中遇到的主要困难包括以下这几个方面：

慧眼使用了很多新的探测技术，特别是微弱信号读出和处理技术，这些技术在国内的基础较差，更没有空间飞行的经历。这些技术所需要使用的器件和我国航天规范要求之间存在不一致，导致部分设备研制过程中大量的反复。

少量关键元器件无国产化产品，其订购和出现问题后的维修很困难，比如订购的意大利产高压模块出现焊点开裂的质量问题后，其维修就花费了近10个月的时间，对工程进度带来了很大的延迟。