中新網(wǎng)上海4月24日電 (記者 孫自法)2025年4月24日是第十個(gè)中國航天日。作為高水平深度國際航天合作典范的中法天文衛(wèi)星(空間多波段變?cè)幢O(jiān)視器，英文縮寫SVOM)，當(dāng)天在中國航天日主場活動(dòng)主辦地上海正式發(fā)布首批科學(xué)成果，“捕獲130億年前伽馬暴信號(hào)”等一批突破性科學(xué)發(fā)現(xiàn)備受關(guān)注。
窺見宇宙“嬰兒”模樣
中法天文衛(wèi)星2024年6月下旬從中國西昌成功發(fā)射，在軌飛行10個(gè)月來，已順利完成衛(wèi)星平臺(tái)、科學(xué)儀器的在軌測試任務(wù)，迄今已探測到超過100例伽馬暴，包括發(fā)現(xiàn)多例特殊類型伽馬射線暴，刷新短時(shí)標(biāo)伽馬暴的最遠(yuǎn)觀測紀(jì)錄，并通過星地聯(lián)合觀測，成功獲取到22例伽馬暴光譜紅移。
中國科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院展示的中法天文衛(wèi)星結(jié)構(gòu)件及其在軌運(yùn)行藝術(shù)想像圖。中新網(wǎng)記者 孫自法 攝在這些伽馬暴中，一例來自130億年前的伽馬暴GRB250314A最引人矚目，其紅移高達(dá)7.3，表明來自宇宙誕生僅7億年的極早期，其光線在宇宙中傳播了約130億年才被中法天文衛(wèi)星捕獲。據(jù)科學(xué)家分析，它可能源自宇宙最早期恒星塌縮形成黑洞或中子星，讓人類得以窺見宇宙“嬰兒”時(shí)期的模樣。
中法天文衛(wèi)星項(xiàng)目中方首席科學(xué)家、中國科學(xué)院國家天文臺(tái)魏建彥研究員表示，如果和人類作比較，中法天文衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)的宇宙“嬰兒”時(shí)期，大約相當(dāng)于3歲的孩子。同時(shí)，該衛(wèi)星還見證了宇宙第一代恒星的死亡過程，對(duì)理解宇宙演化具有重要意義。
他說，在軌10個(gè)月就發(fā)現(xiàn)逾百例伽馬暴，不僅驗(yàn)證了中法天文衛(wèi)星的卓越性能，更重要的是為研究宇宙早期恒星形成、黑洞誕生、致密天體并合等前沿課題提供了全新視角。
此外，在軌測試階段，中法天文衛(wèi)星與中國天關(guān)衛(wèi)星開展多次聯(lián)合觀測，并憑借其光學(xué)望遠(yuǎn)鏡卓越的觀測性能，對(duì)天關(guān)衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)的20個(gè)X射線暫現(xiàn)源進(jìn)行快速后隨觀測，確認(rèn)14例對(duì)應(yīng)體。這些觀測結(jié)果及時(shí)向國際科學(xué)界共享，充分驗(yàn)證中法天文衛(wèi)星的快速響應(yīng)能力和光學(xué)對(duì)應(yīng)體探測優(yōu)勢，也為未來與其他空間探測器的深度協(xié)同觀測奠定重要基礎(chǔ)。
展現(xiàn)四大核心能力
中法天文衛(wèi)星搭載有中方的伽馬射線監(jiān)視器和光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，法方的硬X射線相機(jī)、軟X射線望遠(yuǎn)鏡，具備大視場伽馬暴探測和高精度X射線、可見光后隨觀測能力。衛(wèi)星系統(tǒng)在軌運(yùn)行10個(gè)月來表現(xiàn)優(yōu)異，展現(xiàn)出多波段覆蓋、自主快速響應(yīng)、精準(zhǔn)高穩(wěn)觀測、全球天地協(xié)同四大核心能力。
中國科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院，專家介紹中法天文衛(wèi)星合作研制等相關(guān)情況。中新網(wǎng)記者 孫自法 攝多波段覆蓋方面，可獲得伽馬暴從伽馬射線到X射線、可見光及紅外的寬波段信號(hào)。觀測系統(tǒng)不僅包含星載科學(xué)載荷的多波段探測能力，還包含地面寬視場相機(jī)陣列，快速跟蹤望遠(yuǎn)鏡等觀測設(shè)備的多波段能力，中法天文衛(wèi)星觀測系統(tǒng)由此成為迄今全球?qū)ゑR暴開展多波段綜合觀測能力最強(qiáng)的衛(wèi)星系統(tǒng)。
自主快速響應(yīng)方面，衛(wèi)星載荷發(fā)現(xiàn)伽馬暴后，星上自主響應(yīng)、快速姿態(tài)機(jī)動(dòng)，立即開展更高精度的后隨觀測；衛(wèi)星也可根據(jù)快速上注的目標(biāo)自主機(jī)動(dòng)，執(zhí)行一系列觀測流程。由于伽馬暴、天文機(jī)遇目標(biāo)是隨時(shí)隨地發(fā)生的，這種自主快速響應(yīng)能力就顯得尤為重要。
精準(zhǔn)高穩(wěn)觀測方面，星上載荷相互觸發(fā)、配合，逐級(jí)提升伽馬暴在天球上的位置精度，為地面大望遠(yuǎn)鏡提供及時(shí)、可靠的觀測引導(dǎo)。借助星載光學(xué)望遠(yuǎn)鏡對(duì)姿態(tài)抖動(dòng)的高精度測量和衛(wèi)星先進(jìn)控制方法，可將伽馬暴像點(diǎn)的觀測抖動(dòng)長期維持在6角秒范圍內(nèi)，有利于探測更遠(yuǎn)更暗的伽馬暴。
全球天地協(xié)同方面，通過法國的甚高頻網(wǎng)絡(luò)和中國的北斗短報(bào)文系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)伽馬暴警報(bào)近實(shí)時(shí)下傳，快速觸發(fā)全球地面、空間天文觀測系統(tǒng)。還可以通過北斗短報(bào)文系統(tǒng)快速跟隨其它重要天文事件的觀測，任務(wù)響應(yīng)延遲在10分鐘以內(nèi)。
“我們的目標(biāo)不僅僅是研制一顆高性能伽馬暴觀測衛(wèi)星，而是構(gòu)建一套復(fù)雜、快速而便捷的伽馬暴觀測系統(tǒng)，讓科學(xué)家在喝一杯咖啡的功夫，就能向中法天文衛(wèi)星傳送一次觀測指令，獲得觀測結(jié)果，這樣才能不錯(cuò)失任何一個(gè)可能蘊(yùn)含科學(xué)發(fā)現(xiàn)的機(jī)會(huì)。”中法天文衛(wèi)星系統(tǒng)總指揮、中國科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院副院長張永合說。
國際航天合作典范
第十個(gè)中國航天日前夕，中國國家航天局、中國科學(xué)院4月23日在上海舉行中法天文衛(wèi)星在軌交付儀式，中國科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院將中法天文衛(wèi)星正式交付中國科學(xué)院國家天文臺(tái)投入使用。
交付儀式上，中國科學(xué)院國家天文臺(tái)、中國衛(wèi)星發(fā)射測控系統(tǒng)部、中國西安衛(wèi)星測控中心、中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心、中國科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院等簽署《中法天文衛(wèi)星在軌投入使用證書》《中法天文衛(wèi)星長期運(yùn)行管理協(xié)議》。
中法天文衛(wèi)星在軌交付儀式舉行，并簽署衛(wèi)星使用、管理等相關(guān)協(xié)議。中新網(wǎng)記者 孫自法 攝隨后，中法天文衛(wèi)星第11次聯(lián)合指導(dǎo)委員會(huì)舉行，聽取科學(xué)研究進(jìn)展報(bào)告，審議在軌測試驗(yàn)收評(píng)審結(jié)論。
專家表示，作為中法兩國政府間重要航天合作項(xiàng)目，中法天文衛(wèi)星項(xiàng)目自2005年聯(lián)合啟動(dòng)論證至這次在軌交付和發(fā)布首批成果，前后歷時(shí)20年，不僅開創(chuàng)中法天文衛(wèi)星項(xiàng)目的里程碑，更樹立兩個(gè)航天大國高水平深度國際航天合作的獨(dú)特典范。
中法天文衛(wèi)星預(yù)計(jì)將在軌工作至少3年，繼續(xù)搜尋宇宙中的高能爆發(fā)現(xiàn)象。科學(xué)家們期待通過中法天文衛(wèi)星的觀測，能夠揭示第一代恒星的形成與死亡過程、研究黑洞誕生機(jī)制、發(fā)現(xiàn)引力波事件的電磁對(duì)應(yīng)體、完善宇宙早期演化理論。
中法天文衛(wèi)星項(xiàng)目法方首席科學(xué)家伯特蘭·科迪爾(Bertrand CORDIER)認(rèn)為，“SVOM衛(wèi)星對(duì)富X射線伽馬射線暴特別敏感，這些富X射線伽馬射線暴在以前的任務(wù)中很少被探測和研究，其中一些爆發(fā)可能發(fā)生在非常遙遠(yuǎn)的星系中”。
據(jù)了解，伽馬暴是宇宙中最劇烈的恒星爆發(fā)現(xiàn)象，持續(xù)時(shí)間從毫秒到數(shù)分鐘不等，其短時(shí)間內(nèi)瞬時(shí)輻射能量可超過太陽一生釋放能量的總和。中法天文衛(wèi)星的首批成果及今后持續(xù)觀測，將幫助科學(xué)家理解這類極端天體物理現(xiàn)象的起源和本質(zhì)，推動(dòng)全球時(shí)域天文學(xué)觀測研究、全球高能天體物理學(xué)研究進(jìn)入新階段。(完)