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(空間多波段變源監(jiān)視器，英文縮寫SVOM)，當天在中國航天日主場活動主辦地上海正式發(fā)布首批科學成果，“捕獲130億年前伽馬暴信號”等一批突破性科學發(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個月來，已順利完成衛(wèi)星平臺、科學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，刷新短時標伽馬暴的最遠觀測紀錄，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”時期的模樣。
中法天文衛(wèi)星項目中方首席科學家、中國科學院國家天文臺魏建彥研究員表示，如果和人類作比較，中法天文衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)的宇宙“嬰兒”時期，大約相當于3歲的孩子。同時，該衛(wèi)星還見證了宇宙第一代恒星的死亡過程，對理解宇宙演化具有重要意義。
他說，在軌10個月就發(fā)現(xiàn)逾百例伽馬暴，不僅驗證了中法天文衛(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，并憑借其光學望遠鏡卓越的觀測性能，對天關(guān)衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)的20個X射線暫現(xiàn)源進行快速后隨觀測，確認14例對應(yīng)體。這些觀測結(jié)果及時向國際科學界共享，充分驗證中法天文衛(wèi)星的快速響應(yīng)能力和光學對應(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)視器和光學望遠鏡，法方的硬X射線相機、軟X射線望遠鏡，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)在軌運行10個月來表現(xiàn)優(yōu)異，展現(xiàn)出多波段覆蓋、自主快速響應(yīng)、精準高穩(wěn)觀測、全球天地協(xié)同四大核心能力。
中國科學院微小衛(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。觀測系統(tǒng)不僅包含星載科學載荷的多波段探測能力，還包含地面寬視場相機陣列，快速跟蹤望遠鏡等觀測設(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)機動，立即開展更高精度的后隨觀測；衛(wèi)星也可根據(jù)快速上注的目標自主機動，執(zhí)行一系列觀測流程。由于伽馬暴、天文機遇目標是隨時隨地發(fā)生的，這種自主快速響應(yīng)能力就顯得尤為重要。
精準高穩(wěn)觀測方面，星上載荷相互觸發(fā)、配合，逐級提升伽馬暴在天球上的位置精度，為地面大望遠鏡提供及時、可靠的觀測引導。借助星載光學望遠鏡對姿態(tài)抖動的高精度測量和衛(wèi)星先進控制方法，可將伽馬暴像點的觀測抖動長期維持在6角秒范圍內(nèi)，有利于探測更遠更暗的伽馬暴。
全球天地協(xié)同方面，通過法國的甚高頻網(wǎng)絡(luò)和中國的北斗短報文系統(tǒng)實現(xiàn)伽馬暴警報近實時下傳，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)建一套復雜、快速而便捷的伽馬暴觀測系統(tǒng)，讓科學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，這樣才能不錯失任何一個可能蘊含科學發(fā)現(xiàn)的機會?！敝蟹ㄌ煳男l(wèi)星系統(tǒng)總指揮、中國科學院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院副院長張永合說。
國際航天合作典范
第十個中國航天日前夕，中國國家航天局、中國科學院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院國家天文臺投入使用。
交付儀式上，中國科學院國家天文臺、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、中國科學院國家空間科學中心、中國科學院微小衛(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)合指導委員會舉行，聽取科學研究進展報告，審議在軌測試驗收評審結(jié)論。
專家表示，作為中法兩國政府間重要航天合作項目，中法天文衛(wèi)星項目自2005年聯(lián)合啟動論證至這次在軌交付和發(fā)布首批成果，前后歷時20年，不僅開創(chuàng)中法天文衛(wèi)星項目的里程碑，更樹立兩個航天大國高水平深度國際航天合作的獨特典范。
中法天文衛(wèi)星預(yù)計將在軌工作至少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、研究黑洞誕生機制、發(fā)現(xiàn)引力波事件的電磁對應(yīng)體、完善宇宙早期演化理論。
中法天文衛(wèi)星項目法方首席科學家伯特蘭·科迪爾(Bertrand CORDIER)認為，“SVOM衛(wèi)星對富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)時間從毫秒到數(shù)分鐘不等，其短時間內(nèi)瞬時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，將幫助科學家理解這類極端天體物理現(xiàn)象的起源和本質(zhì)，推動全球時域天文學觀測研究、全球高能天體物理學研究進入新階段。(完)