“慧眼”如何“活捉”黑洞，如何“生擒”中子星

从地球诞生的那一刻起，宇宙就以星空的姿态投映在了夜幕上，人们会通过观测星空来认知宇宙。最初，人们直接用眼睛观星;后来，人们利用折射望远镜和反射望远镜观星;现在，人们已经开始利用射电望远镜和太空望远镜观星。我国有一颗叫“慧眼”的望远镜卫星，它遨游于太空之中，慧眼如炬，谈笑间就能“活捉”黑洞，“生擒”中子星。那么，“慧眼”究竟是什么样的望远镜，它可以看到哪些奇幻的景象呢？下面我们就来聆听屈进禄教授的讲解，请他带我们去了解神奇的“慧眼”吧！

“慧眼”是我国第一颗硬X射线调制望远镜卫星（HXMT），它装载了高能、中能、低能三种X射线望远镜和空间环境监测器四个探测有效载荷，总质量约为2500千克，处在550千米高的近地圆轨道上，是架在天上的望远镜。那么，“慧眼”和地面上的X射线天文望远镜的主要区别是什么呢？

其实，这两种望远镜所要达到的科学目标是一样的：收集天体发出的光。天体发出的光被称为电磁辐射，科学家可以通过电磁辐射了解一个天体的构成、运动规律等信息。但是，地面上的X射线天文望远镜发出的X光不能穿过地球大气层，因此人们不得不把天文望远镜放到地球大气层之外，也就是说把它架在太空中。这就是“慧眼”和地面上的X射线天文望远镜的一个区别。

说到X射线，大家一定不陌生，比如医院拍胸片，火车站及地铁站进行安检等，就都用到了X射线。X射线有很强的穿透本领，能“看”清楚物质的内在结构。“慧眼”就是利用X射线研究黑洞、中子星、脈冲星等高能天体的物质构成及运动规律的。

太空中除“慧眼”外，还有很多天文望远镜卫星，比较著名的有美国的哈勃空间望远镜和钱德拉X射线天文台，以及欧洲的牛顿X射线望远镜等。与它们相比，我们的“慧眼”有哪些不同呢？

哈勃空间望远镜是一个光学望远镜，它能够“看”到天体外部的结构，而X射线望远镜可以细致、全面地了解天体内部的情况。通过X射线望远镜，科学家能够看到蟹状星云内部的结构，比如说中心天体及它周围的一些吸积盘等，并形成图像。

“慧眼”的面积约有5000平方厘米，比牛顿X射线望远镜和钱德拉X射线天文台要大很多。因此，“慧眼”能收集更多的信息。另外，“慧眼”在建造过程中采用了一种快电子学的手段。因此，科学家可以利用“慧眼”研究X射线与X射线源，从而知道天体辐射出的光发生了哪些变化，甚至能够了解天体的其他变化。

船只在海上航行，灯塔会为我们指引方向;可如果我们在太空中迷路了，那该怎么办呢？脉冲星被称为太空中的“灯塔”，为此，“慧眼”开展了X射线脉冲星导航在轨实验，定位精度达到10千米以内，进一步验证了航天器利用脉冲星自主导航的可行性，为未来在深空的实际应用奠定了基础。未来，我们进行深空探测和星际旅行时，或许就不用担心迷路了。除了这些，“慧眼”还有哪些贡献呢？

引力波被发现后，科学家利用“慧眼”对引力波源进行了观测，并得到了一个数值。这个数值，对科学家将来的观测有指导意义。而对黑洞进行观测，则是“慧眼”主要的科学目标。“慧眼”能帮助科学家更好、更深入、更直观地研究黑洞。

从2017年6月15日发射“慧眼”成功到现在，已经过去将近5年了。在这近5年的时间里，科学家对黑洞、中子星、脉冲星等天体进行了大量的观测，获得了许多宝贵的数据。通过分析这些数据，科学家们取得了很多成果。

如今，中国有越来越多的天文卫星进入太空，完成不同的科学目标，如“悟空号”暗物质粒子探测卫星，“墨子号”量子科学实验卫星，还有准备发射的“爱因斯坦”探针卫星等。不久，“慧眼”的继位者—增强型的X射线空间天文台也将走入太空。它将为我们带来哪些惊喜呢？

增强型的X射线空间天文台和“慧眼”相比，能力将有很大提升。第一，它是成像型望远镜;第二，它的面积增大了很多;第三，它的能量分辨率更高了，可以看到更精细的光线;第四，它增加了一个功能，能测量X射线的另外一种特性—偏振。所以，增强型的X射线空间天文台升空后，科学家们可以收集到更多的数据和资料，也可以更加深入地研究黑洞、中子星等天体。通过它，我们甚至可能看到黑洞的吞噬事件。

天文卫星仿佛是人类安置在太空的“千里眼”，而这些“千里眼”探测到的信息，将帮助我们更好地了解宇宙。浩瀚的宇宙中充满着无穷的奥秘，它们在等着同学们去揭示！

屈进禄教授写给同学们的寄语：希望同学们努力学习;将来能加入高能天体物理的研究队伍，进行科学研究，为我们国家的伟大复兴作出自己的贡献！

（编辑黑胡子）