“慧眼”卫星发布一批新成果

10月25日上午，在首届中国空间科学大会新闻发布会上，以中国科学院高能物理研究所科学家为主要成员的硬x射线调制望远镜卫星(又称“眼”)科研团队发布了“眼”近期取得的一系列新成果。

在这些成就中，有些发现了以前从未见过的新现象，有些挑战或验证了现有的理论模型，有些为人类理解黑洞和中子星系统提供了新的线索。

已经发表了十多篇论文

x射线双星是由黑洞或中子星和普通恒星组成的双星系统。正常恒星的物质在强大的重力作用下落入黑洞或中子星，形成一个物质盘(吸积盘)，围绕黑洞和中子星高速旋转，并发射出强烈的X射线辐射。X射线双星的快速光学变化和能谱是研究强引力场、强磁场以及强引力场和强磁场下物质的动力学过程和辐射过程的主要探针。

“在物质向黑洞和中子星旋转的过程中，由于重力势能的释放和通过粘性等加热过程，温度会越来越高，辐射光子的能量也会越来越高。在非常靠近黑洞和中子星的地方，也可能有大量的带电粒子以接近光速的速度运动，物质甚至可能以光速向外喷射，因此它可能辐射出非常高能量的光子，并呈现出快速的光变化。”中国科学院高能物理研究所研究员、“眼睛”卫星系统副总设计师和有效载荷总设计师鲁方军说。

“眼睛”卫星装有三个科学有效载荷和空间环境监测器:高能x光望远镜、中能x光望远镜和低能x光望远镜。鲁方军说，与国外的X射线卫星相比，“眼睛”的独特设计使其在研究天体多能段的快速X射线光变化方面具有优异的能力，并可用于研究迄今为止最接近黑洞或中子星的区域的物质运动和辐射过程，从而为研究黑洞和中子星系统打开了一个新的窗口。

“眼”自2017年6月15日在酒泉卫星发射基地发射以来，已在轨运行两年多，进行了1000多次各种观测，获得了29Tb的科学数据，成功监测到双中子星合并引力波事件的电磁对应物，并完成了脉冲星导航实验。科学工作小组在国际主流天体物理学杂志上发表(包括收到)了10多篇科学论文，更重要的成果正在评审或撰写过程中。

国际公认的五大成就

此次共发表了5项科研成果，反映在科研团队相继发表的许多论文中。

鲁方军介绍说，“眼睛”卫星发现了迄今为止黑洞系统中最高能量的准周期振荡现象。能量上限是以前卫星观测的3倍，为研究黑洞系统打开了一扇新的窗户。“眼睛”卫星发现了黑洞和中子星附近物质发出的高能X射线的准周期变化。这种现象所能达到的高能能量范围超出了以前所有天文望远镜的能力范围。”

“眼睛”卫星还发现了中子星X射线双星系统中迄今为止能量最高的千赫准周期振荡。“眼睛”的发现对千赫准周期振荡的由来已久的模型提出了严峻的挑战。”鲁方军说。

此外，“眼睛”号卫星首次观测到中子星X射线双星的电流强度处于特定值时吸积盘状态的突然变化，验证了近半个世纪以来吸积盘结构突变是由光的辐射压力引起的理论。首次观察到中子星表面单个热核风暴的X射线光子“簇射”向温度高达几亿度的电子晕快速冷却的现象，为研究高温电子晕的辐射和形成机制提供了“独特”的探针，并在单个热核风暴中观察到热核爆炸与吸积盘的相互作用，为限制吸积盘最内半径提供了新的手段。证实了著名的中子星X射线双星赫拉克勒斯X-1的回旋吸收线能量不再降低，为了解中子星的性质提供了新的观测依据。

鲁方军说，这些科学研究成果已经在《天体物理学杂志》和《皇家天文学会月刊》等杂志上发表，评审过程通常非常快。

例如，“眼睛”卫星在观察热核聚变风暴方面的成就被收入《天体物理学杂志》。该论文仅用了11天的时间，从发布到收到，成为第一篇完全基于eye数据发表在海外核心期刊上的eye文章。“这是一个令人兴奋且及时的结果，”匿名专家在评论中写道。

“接班人”已经进入方案设计阶段。

中国科学院高能物理研究所的李体北和吴梅于1993年提出了硬X射线调制望远镜(HXMT)卫星项目，并开始了初步研究。2011年3月，国家正式批准了该项目。2017年6月15日，卫星发射后的第二天，它被命名为“眼魔之眼”。

2018年1月31日，“眼睛”卫星正式交付使用，并已在轨道上运行两年多。"现在眼科手术很好."鲁方军说。

“天眼”卫星是中国第一颗X射线天文卫星，由国家民用航天研究基金和中国科学院空间科学试点项目共同资助。

2018年初，中国科学院国家空间科学中心在北京启动了增强型X射线时变和偏振空间观测站(eXTP)，该观测站被认为是“眼睛的眼睛”卫星的继承者。

鲁方军表示，eXTP卫星项目已经进入项目设计阶段。不久前，中国科学院正式批准了eXTP卫星项目主要背景模型的研究课题。在中国科学院空间科学试验项目(二期)的支持下，eXTP卫星项目已获得4.3亿美元用于开展方案设计和其他工作。在“天眼”卫星成功团队建设和自主研发技术积累的基础上，eXTP开展了广泛的国际合作，并逐步发展成为中国和中欧合作主导的旗舰空间观测项目。该项目将引领X射线空间天文学在技术和科学领域的发展，预计在未来几年将处于领先地位。