中国准备再造一个空间天文台!听听首席科学家怎么说中国的"发现极端宇宙"计划

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中国的"发现极端宇宙"计划迈出了"详测"阶段的第一步。

3月2日上午10:30，中科院国家空间科学中心宣布，增强型X射线时变与偏振(eXTP)空间天文台背景型号项目启动!作为硬X射线调制望远镜卫星"慧眼"的继任者， eXTP将有望成为在2025-2035年间该领域国际领先的旗舰级X射线空间天文台。

eXTP是个啥?这次又领先在哪里?果壳科学人请来了eXTP空间天文台项目的首席科学家张双南教授，来给大家讲讲这个或许能帮助物理学家突破现有框架理论的空间天文台。

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中科院高能物理所，张双南教授

什么是eXTP空间天文台?

eXTP是增强型X射线时变与偏振探测卫星(enhanced X-ray Timing and Polarization satellite)的简称。

eXTP空间天文台与"慧眼"一样，都是专门用来观察X射线波段电磁波的空间天文台(普通光学望远镜观察的是可见光波段的电磁波)，但是强化了对"时变"和"偏振"的观测。

时变就是天体辐射随时间的变化。有了eXTP，我们重点研究的将是黑洞和中子星的X射线辐射随时间的快速(极短时标:毫秒到秒)变化。

偏振和时变、能量(波长)一样，是电磁波辐射的基本性质。高精度地观测研究这些基本性质，能更有效地检验检验在强引力场、强磁场、高密度条件下的一系列基本物理规律，寻求对现有框架理论的突破。

eXTP空间天文台上都有哪些装备?

除了和"慧眼"一样的"X射线准直望远镜"，eXTP还搭载了"能谱测量X射线望远镜"、"偏振测量X射线望远镜"，和"广角监视器"。

能谱测量X射线望远镜可以高精度测量天体的X射线能谱;偏振测量X射线望远镜可以高精度测量天体的X射线偏振;广角监视器监视可以探测包括与伽马暴和引力波暴对应的X射线天体在内的各种天体活动。

eXTP跟"慧眼"比有什么不同?

完全不是一个规模!"慧眼"是小型特色型天文卫星，eXTP是旗舰级天文台。说得再直白一点，"慧眼"只相当于天文台上面的一个小型望远镜，而eXTP是一个有一堆大望远镜的天文台。

有哪些慧眼做不到的事情，eXTP可以做到?

"慧眼"属于发现和探索型的望远镜，能够看到一些新的现象，但是能测量的参数较少，也很难做精确测量。eXTP是座天文台，能够对天体进行高精度多参数测量，能够发现新的天体物理过程和机制。eXTP的时变测量比"慧眼"提升了至少两个数量级，还增加了偏振测量能力。

和国内外同行相比，eXTP有什么长处?

eXTP空间天文台是世界上唯一同时具备大面积聚焦和准直探测，以及高灵敏度偏振测量能力的空间X射线天文台。eXTP在软X射线能区的探测面积将达到"慧眼"的100多倍;在6keV附近关键能区的聚焦成像面积将比目前在轨运行的欧洲XMM-Newton空间天文台提高3倍。

另外，eXTP在观测研究各类高能天体、探测伽马射线暴和引力波暴电磁波对应体等多个天文学前沿方向也都具有明显优势。

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eXTP卫星在轨运行模拟图，图片来源:中国科学院高能物理研究所

eXTP空间天文台的核心科学目标可概括为:"一奇(黑洞)、二星(中子星和夸克星)、三极端(极端引力、磁场和密度)"--研究黑洞、中子星中的新物理过程，包括极端引力条件下的广义相对论、极端磁场条件下的量子电动力学和极端密度条件下的量子色动力学等理论，将为终极回答"黑洞附近会发生什么，真空量子涨落产生什么，以及中子星内部是什么结构"等重大科学问题作出前所未有的贡献。

eXTP将推动我国空间X射线天文学进入国际领先行列。

拭目以待吧。

(编辑:阿娇)

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