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“极目”双星练就“火眼金睛”:全天候监测宇宙引力波之光:AG真人(独家)官方有限公司

浏览次数: 71562 发布日期:2021-11-21
本文摘要:AG真人(独家)官方有限公司,北京,12 月 10 日。

北京,12 月 10 日。记者孙子发。10日凌晨,我国“引力波风暴高能电磁通信全天监测仪”、英文简称GECAM和两颗绰号“极目”的空间科学卫星成功发射。这是我国首次开展全天重力监测。

波电磁对应物的卫星。“极目”双星在太空中运行的艺术想象。

中科院GECAM项目组供图 中国为何要研制“极目”双星?这对被科研人员誉为“孪生兄弟姐妹”的空间科学卫星有什么特点?他们将如何监测和捕捉宇宙中引力波的转瞬即逝的光?中国科学院高能物理研究所GECAM科学应用系统副总工程师郑世杰,主任李新桥。GECAM卫星系统有效载荷的工程师,进行了科普解读。“极目”双星在太空中运行的艺术想象。

顾名思义,引力波是由引力引起的时空波动。事实上,引力波通常引导力波爆发。

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它指的是两颗致密星、两个黑洞、两颗中子星,或者一个黑洞和一个中间洞。��次并合产生的引力波频率一般在几十到一千赫兹之间,是迄今为止人类探测到的唯一引力波。

在正常情况下,引力波是极其微弱的。即使是两个致密天体剧烈碰撞产生的引力波,也有非常微弱的信号传播到地球,这就要求探测仪器具有非常高的灵敏度。

“极目”双星在太空中运行的艺术想象。图片由中国科学院GECAM项目组提供。

2015年9月,美国激光干涉引力波天文台LIGO观测到第一个引力波信号,从而打开了引力波天文观测的窗口。2017 年 10 月,LIGO 与欧洲处女座引力波天文台 Virgo 宣布,人类首次直接探测到双中子星并合产生的引力波,同时“看到”它们发出的电磁信号,标志着多信使引力波天文学时代的到来。李新桥指出,虽然人类现在已经具备探测引力波信号的能力,但受限于地基探测器的空间定位能力。重要的观测时间通常在引力波事件发生的几秒钟内。

. 因此,对于后续的观测,迫切需要能够给出引力波方向的卫星。及时、高精度地发出。

GECAM项目就是在这样的背景下应运而生的。它的“极眼”双星可以与引力波配对。连续高精度观测几乎同时发生的同源伽马暴的能谱和光变化,研究高密度、强引力场、强磁场等极端条件下的高能辐射过程,可提供设备比较地球引力波。关于引力波事件方向的定位信息,其精度高出一个数量级以上。

郑世杰表示,要捕捉到宇宙中转瞬即逝的引力波信号,需要天地间多台设备之间的密切配合。GECAM是一个小型空间高能望远镜项目,专门用于探测引力波风暴的高能电磁对应物,是pr。抓住了当前引力波天文研究的重要机遇。

“极眼”双星的主要观测目标包括双致密星引力波合并产生的高能辐射、伽马暴、磁星暴和快速射电暴等宇宙中的猛烈风暴发现。这些风暴发现在宇宙中随时随机出现,持续时间非常长。�,通常以分钟、秒甚至毫秒的顺序出现。“极目”双星在太空中运行的艺术想象。

图片由中科院GECAM项目组提供,“火眼金景”助力全天候监测。“极目”空间科学卫星由两颗一模一样的小卫星组成,犹如“孪生兄弟姐妹”,科研团队称其为“小极”和“小木”。他们将如何“捕捉”引力波的线索?李新桥说的是“眼睛”。“紫木”双星用于观察X射线、伽马射线和高能带电粒子。

经过科研人员的精心工作,“小”“小眼睛”可见一斑。视野开阔,目光锐利,“眼金目”。

其中,“吉木”双星的每个伽马射线探测器都是由64个均匀排列的硅光电倍增管SiPM组成的“视网膜”。伽马射线探测器的核心是溴化镧晶体,虽然其探测原理与常规闪烁探测器相同,但这种新型晶体是迄今为止量产晶体中性能最好的闪烁晶体。为了实现全天伽马暴的实施。

��继续观测,GECAM采用“极眼”双星联合方法。当两个完全相同的“小杆子”和“小眼睛”在轨道上飞行时,都背对着地球,并始终与地心保持三点连线。每颗卫星。

视野可以覆盖除被地球遮挡的视野之外的所有天空区域,从而补充全时和全天空的视野覆盖。同时,“极眼”双星还选择了倾角相对较小的29度和高度约600公里的圆形轨道,可以更好地避开地球辐射带中背景信号过多的区域,并且卫星有效载荷探测器本身产生的背景信号也保持在低水平,单个卫星探测器的总探测面积超过1000平方厘米,可以保证对来自微弱天体的光子信号的采集和探测能力,它也将在几年内成为在轨运行。探测伽马暴最灵敏的天文卫星。

郑世杰指出,“极眼”双星以180度相位绕地球运行,位于a。在地球两端,保证卫星观测不会被地球遮挡,可实现对宇宙“无死角”现象的监测。“小柱子”。

彼此之间没有直接的交流,他们只能向地面报告他们的结果。在地面上,研究人员可以清楚地掌握双星的观测情况,并进行更准确的分析。如果两颗卫星在一次爆炸中看到同一个宇宙的探测数据更多,就相当于探测器的面积增加了,它的探测灵敏度会提高,定位误差也会大大降低。李新桥说,星间通信链路架起了星地之间的“桥梁”,除了对引力波伽马暴等各种天文风暴进行科学观测外,GECAM卫星还起到了“哨兵”的作用。

当“极眼”双星“看到”伽马b时。st 事件,他们需要精确。相关关键科学数据实时下载到地面,经过快速判断确认后,向全球发布,指导其他科学卫星和天文望远镜的后续观测。

在GECAM项目中,研究人员利用星间通信链路架起了星地之间的“桥梁”,将“极目”双星与地面科学家团队有机连接起来。“极目”卫星是我国第一颗投入使用的卫星。�通信链路是一颗执行关键数据准实时下载的卫星。

其原理与手机类似,只是星间链路通信是通过卫星无线互连。对于“极眼”双星,所使用的链路是单一的向下传输链路。

当伽马暴发生时,卫星有效载荷上的伽马射线探测器会触发在轨定位算法。rform 伽马在卫星上。

它对风暴进行定位,生成定位信息、光变、能谱信息等简化快速的下载数据,并将这些最关键、最精细的科学数据信息传输至星间链路卫星网络,然后通过互联网络进行下载。-satellite link 到达地面接收站后,通过一系列地面链路,最终传送到GECAM卫星科学应用系统服务器。“我们还需要尽快向世界发布卫星上发现的风暴发现,以指导其他卫星或地面设备进行后续观测,实现对重要天文的多波段、多信使三维研究。

事件。”郑世杰表示,为实现这一目标,GECAM项目组致力于打造卫星与地面之间的高速信息通道,实现快速响应。“thr。

“快一准”目标的快速管理、快速释放、精准定位,可以更快更高效地捕捉到宇宙转瞬即逝的闪光。他透露,用于宇宙爆发的“极眼”卫星在轨触发受到限制。

机载硬件设备,所以只能触发和粗略定位那些相对较强的事件,因此GECAM团队在地面建立了强大的计算阵列,随时待命。利用地面的算力,可以对数据进行深度挖掘,获取更多“弱”数据。爆发”,进行综合分析。

李新桥认为,极眼卫星成功发射运行后,将成为近年来全球伽马暴、磁星暴、快速射电暴、地球伽马暴综合探测能力最强的卫星。有助于在轨运行的“极眼”卫星将在发现和验证引力波和其他宇宙重要事件的电磁对应物方面发挥重要作用。完成编辑:白佳宜。


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