中國準備再造一個空間天文台！

中國的「發現極端宇宙」計劃邁出了「詳測」階段的第一步。

3月2日上午10:30，中科院國家空間科學中心宣布，增強型X射線時變與偏振（eXTP）空間天文台背景型號項目啟動！作為硬X射線調製望遠鏡衛星「慧眼」的繼任者， eXTP將有望成為在2025-2035年間該領域國際領先的旗艦級X射線空間天文台。

eXTP是個啥？這次又領先在哪裡？果殼科學人請來了eXTP空間天文台項目的首席科學家張雙南教授，來給大家講講這個或許能幫助物理學家突破現有框架理論的空間天文台。

中科院高能物理所，張雙南教授

什麼是eXTP空間天文台？

eXTP是增強型X射線時變與偏振探測衛星（enhanced X-ray Timing and Polarization satellite）的簡稱。

eXTP空間天文台與「慧眼」一樣，都是專門用來觀察X射線波段電磁波的空間天文台（普通光學望遠鏡觀察的是可見光波段的電磁波），但是強化了對「時變」和「偏振」的觀測。

時變就是天體輻射隨時間的變化。有了eXTP，我們重點研究的將是黑洞和中子星的X射線輻射隨時間的快速（極短時標：毫秒到秒）變化。

偏振和時變、能量（波長）一樣，是電磁波輻射的基本性質。高精度地觀測研究這些基本性質，能更有效地檢驗檢驗在強引力場、強磁場、高密度條件下的一系列基本物理規律，尋求對現有框架理論的突破。

eXTP空間天文台上都有哪些裝備？

除了和「慧眼」一樣的「X射線準直望遠鏡」，eXTP還搭載了「能譜測量X射線望遠鏡」、「偏振測量X射線望遠鏡」，和「廣角監視器」。

能譜測量X射線望遠鏡可以高精度測量天體的X射線能譜；偏振測量X射線望遠鏡可以高精度測量天體的X射線偏振；廣角監視器監視可以探測包括與伽馬暴和引力波暴對應的X射線天體在內的各種天體活動。

eXTP跟「慧眼」比有什麼不同？

完全不是一個規模！「慧眼」是小型特色型天文衛星，eXTP是旗艦級天文台。說得再直白一點，「慧眼」只相當於天文台上面的一個小型望遠鏡，而eXTP是一個有一堆大望遠鏡的天文台。

有哪些慧眼做不到的事情，eXTP可以做到？

「慧眼」屬於發現和探索型的望遠鏡，能夠看到一些新的現象，但是能測量的參數較少，也很難做精確測量。eXTP是座天文台，能夠對天體進行高精度多參數測量，能夠發現新的天體物理過程和機制。eXTP的時變測量比「慧眼」提升了至少兩個數量級，還增加了偏振測量能力。

和國內外同行相比，eXTP有什麼長處？

eXTP空間天文台是世界上唯一同時具備大面積聚焦和準直探測，以及高靈敏度偏振測量能力的空間X射線天文台。eXTP在軟X射線能區的探測面積將達到「慧眼」的100多倍；在6keV附近關鍵能區的聚焦成像面積將比目前在軌運行的歐洲XMM-Newton空間天文台提高3倍。

另外，eXTP在觀測研究各類高能天體、探測伽馬射線暴和引力波暴電磁波對應體等多個天文學前沿方向也都具有明顯優勢。

eXTP衛星在軌運行模擬圖，圖片來源：中國科學院高能物理研究所

eXTP空間天文台的核心科學目標可概括為：「一奇（黑洞）、二星（中子星和夸克星）、三極端（極端引力、磁場和密度）」——研究黑洞、中子星中的新物理過程，包括極端引力條件下的廣義相對論、極端磁場條件下的量子電動力學和極端密度條件下的量子色動力學等理論，將為終極回答「黑洞附近會發生什麼，真空量子漲落產生什麼，以及中子星內部是什麼結構」等重大科學問題作出前所未有的貢獻。

eXTP將推動我國空間X射線天文學進入國際領先行列。

作者：水白羊

鏈接：https://www.guokr.com/article/442804/

來源：果殼

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