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“小蜜蜂”搭乘天宫二号 捕捉宇宙中的伽玛暴
2019/9/11 19:44:37  来源:  

  北京9月15日电 (王婧)天宫二号空间实验室搭载了十余项太空实验,其中之一是使用昵称为“小蜜蜂”的高灵敏度探测仪,从事天文学前沿课题研究——测量伽玛暴偏振。

  “小蜜蜂”是何方神圣?

  “小蜜蜂”的全名是“天极”伽玛暴偏振探测仪(POLAR)(以下简称“天极”望远镜),专门用于测量伽玛暴偏振。

  “小蜜蜂”是踩着“国际范”的七彩祥云而来。它由中国科学院高能物理研究所牵头,瑞士日内瓦大学、瑞士保罗谢尔研究所、波兰核物理研究所等单位参加研制,是天宫二号空间实验室搭载的所有实验中唯一的国际合作项目。

  “小蜜蜂”和动物界的蜜蜂有何异同?

  被称为“小蜜蜂”的“天极”望远镜由偏振探测器和电控箱两个单机组成。偏振探测器的外形像一块方形蛋糕,安装于天宫二号空间实验室的舱外,背对地球指向天空,可以有效地捕捉到伽玛暴爆发过程中产生的伽玛光子,并测量它们的偏振性质;电控箱将安装在天宫二号空间实验室的舱内,主要负责为偏振探测器提供低压电源、控制数据传输以及和卫星平台应用系统之间进行通讯等。

  论块头,动物界的蜜蜂可不是“天极”望远镜的对手。数据显示,电控箱有3.53公斤,偏振探测器则达到27.52公斤。

  不过和蜜蜂一样,“天极”望远镜也拥有“复眼”。为了测量伽玛射线的偏振,“天极”望远镜采用1600根塑料闪烁棒(伽玛射线在该塑料材料中可诱发荧光)组成一个探测器阵列,通过测量每个伽玛射线光子同时作用的多根塑料闪烁棒的位置分布获取偏振信息。

  “小蜜蜂”肩负何等重任?

  “小蜜蜂”的主要科学目标是高精度且系统性地测量伽玛暴的偏振性质。

  什么是伽玛暴?伽玛暴的全称是宇宙伽玛射线暴。有些恒星在一生辉煌即将结束之际将发生剧烈爆炸,整个恒星解体,星体中心的物质将压缩形成黑洞,疯狂地吞噬周围物质。然而,有部分物质会以近乎光速喷发而出,形成“烟花”,“烟花”内就会产生极其强烈的伽玛射线辐射,辐射能量与太阳一生(百亿年)辐射的总能量相当。

  4.4亿年前的奥陶纪,地球上发生第一次生物大灭绝,致使85%的海洋生物灭绝,人们怀疑伽玛暴就是凶手之一。此外,人们猜测6500万年前恐龙灭绝也可能与伽玛暴有关。

  据科学家预测,“小蜜蜂”运行两年可以探测到大约100个伽玛暴。通过系统地测量伽玛暴的偏振,能够从观测上对伽玛暴的辐射机制等物理模型加以限制或约束,为更好的理解宇宙中极端天体物理环境下的、最剧烈的爆发现象产生的机制做出重要的贡献。至今,科学家努力了40多年仍未完全成功探测伽马暴的偏振,可见“小蜜蜂”的任务之重。

  由于伽玛暴是不可预测、随机发生的天文事件,为了最大限度地捕捉伽玛暴,“小蜜蜂”将在允许的情况下尽量多地开机运行。

  未来几年,“小蜜蜂”还将监测搜索引力波暴对应的伽玛暴。

  引力波暴又是什么?如果将伽玛暴比作宇宙中的闪电,照耀长空、一时无两,引力波暴就是宇宙中的雷鸣,震荡寰宇。如果“小蜜蜂”能探测到与引力波事件关联的伽玛暴,将无疑有助于揭开这宇宙中最剧烈的“闪电”与“雷鸣”的起源之谜。(完)
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