最远探测到256亿光年外的天体！“天关”卫星发布首批科学成果

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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。该卫星首次大规模运用了“龙虾眼”微孔阵列聚焦成像技术，探测能力国际领先。10月31日，该卫星完成在轨交付，并被正式命名为“天关”卫星。首批科学成果亦在同日发布。

“天关”卫星是面向时域天文学的发现型X射线天文探测卫星，旨在发现和探索宇宙中的X射线暂现源和爆发天体，并发布预警以引导其他天文设备进行后随跟踪观测。卫星首席科学家、中国科学院国家天文台袁为民介绍说：

袁为民：“我们通常看到的恒星或者星系在天空中是持续存在的。宇宙中还有一类天体，它是忽然出现，持续一段时间之后就消失了，持续时间短的可能就是不到一秒，长的可能有几年或者更长的时间。这一类在天空中出现、很快又消失了的天体，我们都叫做暂现天体，在中国古代叫做客星。”

“天关”探测到的一例来自256亿光年之外的伽马射线暴（中国科学院国家空间科学中心供图）

卫星自2024年1月发射起，至今已成功探测到60例确定的暂现天体，上千例暂现天体候选体，以及480多例恒星耀发，探测到上百例已知天体的爆发，向国际天文界发送了100多条天文警报，引导了国际上地面和空间多波段设备的后随观测。袁为民介绍说：

袁为民：“我们这个卫星主要的特点是去发现更多的以前不知道的新的现象和天体，所以我们把它称为一个发现型的卫星。我们在软X射线波段发现了暂现天体之后，国际上其他团队也会跟踪我们发布的天文警报，用他们自己的其他波段，像光学波段的、无线电波段的或者伽马射线波段的望远镜，来进行后续的跟踪、观测，这样把各个波段的数据整合在一起，我们会对暂现天体得到一个更完整的图像和更清楚的认识。”

2024年4月8日，“天关”卫星发现一例暂现天体，并探测到其X射线伴随有一次强烈和短暂的爆发。此次爆发的亮度增强了300倍，持续了仅12秒。随后，该天体的X射线辐射在大约10天后消失。该天体的光谱和时变特征与目前已知的天体类型均不完全一致，表明它可能属于一种前所未知的暂现天体类别。这一发现对于拓展我们对宇宙暂现天体族群的认识以及理解极端物理过程具有重要的科学价值。相关研究成果于北京时间10月30日在线发表，这是研究团队首篇正式发表的科学论文。

该成果作为“天关”团队首篇正式发表的科学论文，于北京时间10月30日在《中国科学：物理学 力学 天文学》（SCIENCE CHINA Physics, Mechanics & Astronomy）期刊在线发表。图为期刊封面（中国科学院国家空间科学中心供图）

“天关”卫星配备了宽视场X射线望远镜（WXT）和后随X射线望远镜（FXT）。与国际上现有的同领域设备相比，“天关”卫星的探测灵敏度和空间分辨率提高了一个数量级以上。中国科学院微小卫星创新研究院副院长张永合介绍说：

张永合：“我们配置了宽视场的X射线望远镜和后随窄视场的X射线望远镜，这种搭配是一宽一精的搭配。宽视场X射线望远镜由12套望远镜组成，采用了龙虾眼的成像原理，它有非常独特的微孔成像，能做到宽视场的同时对宇宙中的天体进行高精度的成像。暂现源的发生随机的，也是随时的，只有用如此宽大的视场才能够去发现暂现源的天体。后随的望远镜有非常深的焦距，能对目标进行很深的观测，可以用窄视场对目标进行光变、光谱、定位观测，这种搭配是一种创新。”

自2024年1月9日成功发射以来，“天关”卫星已探测到多种类型的暂现天体，涉及了恒星、白矮星、中子星、各种质量类型的黑洞、伽马射线暴、超新星等，并捕捉到几例可能的新类型暂现源，成功获取了由中国自主研制设备观测到的首张全天X射线天图，标志着X射线时域天文领域进入了新的时代。

“天关”卫星获得的首个X 射线全天天图（银道坐标系）（中国科学院国家空间科学中心供图）

“天关”探测到最远的天体是来自256亿光年之外的伽马射线暴。该项工作是由“天关”科学团队主导，联合了国际上包括多个空间和地面多波段设备的庞大国际合作团队共同完成的。这不仅体现了“天关”在时域天文领域的引领作用，也彰显了其国际影响力。袁为民表示：

袁为民：“天文学的发展历史中，大部分天文发现都是国外的设备做出来的，我们希望能够改变这个现状，至少在高能时域天文或者X射线时域天文的领域，有更多的发现是中国的仪器完成的。”

记者丨朱宛玲

签审丨王洹星

监制丨蔡耀远