这颗卫星自带“龙虾眼”

2024-04-04 07:13毕毕
发明与创新 2024年11期
关键词:视场龙虾爱因斯坦

◎毕毕

谁能想到,爱因斯坦探针卫星与龙虾有着密切的关系?科学家给爱因斯坦探针卫星装配上“龙虾眼”,并配合使用后随X射线望远镜,将其打造成技艺精湛的“捕手”,具备超好眼力。

图1 爱因斯坦探针卫星构想图(图/新华社发 中国科学院微小卫星创新研究院供图)

爱因斯坦探针卫星

质量:1450千克

构造:由12台宽视场X射线望远镜和2台后随X射线望远镜组成

名称来历:黑洞和引力波都是爱因斯坦广义相对论曾作出的重要预言,爱因斯坦探针卫星因此得名

外形:像一朵有12片花瓣盛开的双蕊荷花

探测任务:发现宇宙中X射线暂现源和爆发天体,发现和探索宇宙中沉寂黑洞的耀发,探寻来自引力波源的X射线信号

看得见

宇宙中的爆发现象通常会在短时间内出现,然后很快消失,就像转瞬即逝的“焰火”,比如极端致密天体合并、黑洞潮汐等高能暂现现象。要想看到这些现象,可不容易。这些现象在开始时会发出大量软X射线,而软X射线很难被反射聚焦。

龙虾的眼睛和其他动物的眼睛不一样,由许多方孔形状的微型管道构成,管道壁光滑且指向同一球心。这样的结构使得各个方向的光线在小方孔内反射汇聚到视网膜上。

科学家从中获得灵感,在一个约4厘米×4厘米的玻璃片上,设计了近100万个微孔,所有微孔都指向同一个球心。有了这样的“龙虾眼”——宽视场X射线望远镜,软X射线以接近90度的入射角掠过光滑材料表面,一下就聚焦了。

看得广

宇宙空间广阔,看的范围大,才更有机会看到极端事件。科学家又仿照龙虾眼睛的弧形结构,让“龙虾眼”可以接收更大范围的光。再加上这样的“龙虾眼”有12个,可以看不同的方向,视场就更大了。

我国科学家研发“龙虾眼”X射线聚焦成像技术具有完全自主知识产权。这也是国际上首次将微孔龙虾眼技术大规模应用于宽视场X射线聚焦成像望远镜,而且技术全面实现国产化。

看得仔细

不光有“龙虾眼”,爱因斯坦探针卫星还有与“龙虾眼”配合使用的后随X射线望远镜。当“龙虾眼”发现高能暂现现象时,后随X射线望远镜就会立刻进行快速自主后随观测。它具体看某个小的区域,能看清楚更多细节,灵敏度高,是“龙虾眼”的完美搭档。

爱因斯坦探针卫星在看得很宽的同时,可以看到更暗、更远的宇宙,具备高灵敏度和反应速度。它的应用,不仅能拓宽人类观测宇宙的边界,还能为未来的空间科学研究开辟新的路径。宇宙中那些“看不见的焰火”,终会被看见!

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