日前,中國載人航天工程天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室搭載的伽馬暴偏振探測(cè)儀(簡(jiǎn)稱“天極”望遠(yuǎn)鏡)完成了伽馬射線暴瞬時(shí)輻射的高精度偏振探測(cè),實(shí)現(xiàn)了預(yù)定的科學(xué)目標(biāo),相關(guān)成果于2019年1月14日在線發(fā)表在國際重要學(xué)術(shù)期刊《自然·天文學(xué)》(Nature · Astronomy)。
中國載人航天工程一向高度重視空間應(yīng)用能力建設(shè)。2016年9月15日,天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室成功發(fā)射,空間應(yīng)用系統(tǒng)共計(jì)開展了14項(xiàng)空間科學(xué)與應(yīng)用任務(wù),體現(xiàn)國際科學(xué)前沿和高技術(shù)發(fā)展方向,其中包括中歐科學(xué)家聯(lián)合研制的世界上首臺(tái)大面積、大視場(chǎng)、高精度的伽馬暴偏振探測(cè)儀(英文簡(jiǎn)稱POLAR)。
在軌運(yùn)行期間,伽馬暴偏振探測(cè)儀性能良好,標(biāo)定準(zhǔn)確,完成了全部在軌觀測(cè)任務(wù),共計(jì)探測(cè)到55個(gè)伽馬暴,對(duì)其中5個(gè)伽馬暴進(jìn)行了高精度的偏振測(cè)量,這是目前為止國際上最大的高精度伽馬暴偏振測(cè)量樣本,發(fā)現(xiàn)伽馬暴爆發(fā)期間的平均偏振度較低,約為10%,并且發(fā)現(xiàn)伽馬暴在單個(gè)脈沖內(nèi)偏振角的演化現(xiàn)象。這些新的觀測(cè)結(jié)果表明,產(chǎn)生伽馬射線的極端相對(duì)論噴流內(nèi)部的演化可能導(dǎo)致了偏振角的快速變化,使得觀測(cè)到的伽馬射線暴的平均偏振度較低。
伽馬暴偏振探測(cè)儀是我國載人航天工程典型的國際合作項(xiàng)目,其成功運(yùn)行為下一代空間高能天文觀測(cè)儀器的發(fā)展和進(jìn)一步深化空間科學(xué)的國際合作奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)并且積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。本次發(fā)表的科學(xué)成果是自上世紀(jì)60年代伽馬暴發(fā)現(xiàn)以來所取得的最佳偏振觀測(cè)結(jié)果,有利于更好的理解黑洞的形成和極端相對(duì)論噴流的產(chǎn)生等基本天體物理過程,將對(duì)于宇宙中的極端物理環(huán)境和條件下的基礎(chǔ)科學(xué)問題的研究發(fā)揮重要的作用。
國際同行高度評(píng)價(jià)了天宮二號(hào)伽馬暴偏振探測(cè)儀的觀測(cè)成果,該論文的兩位審稿專家指出,“該成果在伽馬暴偏振探測(cè)上向前邁出了重要一步”,“與以往其它儀器相比該儀器有效探測(cè)面積更大,獲得的數(shù)據(jù)質(zhì)量更高”,“儀器標(biāo)定準(zhǔn)確”,“數(shù)據(jù)分析方法描述清楚,數(shù)據(jù)可靠”。
伽馬射線暴偏振科學(xué)發(fā)現(xiàn)也提出了新的重要科學(xué)問題。因此,瑞士、德國和波蘭等國家的科學(xué)家已經(jīng)組成了擴(kuò)大的伽馬暴偏振探測(cè)儀后續(xù)國際合作團(tuán)隊(duì),瑞典和日本等國的科學(xué)家也表示了參加合作的意愿和貢獻(xiàn)的方式。擴(kuò)大的國際合作團(tuán)隊(duì)目前已正式提交了中國空間站后續(xù)實(shí)驗(yàn)“伽馬暴偏振探測(cè)儀二號(hào)”(簡(jiǎn)稱POLAR-2)建議書,科學(xué)能力將有大幅度提高,有望為最終解決黑洞的形成和極端相對(duì)論噴流產(chǎn)生的重大科學(xué)問題做出關(guān)鍵貢獻(xiàn)。(肖建軍)
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