发现千余新天体 俄望远镜绘制最详星空图

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看到看不见的东西

俄罗斯科学家计划利用该项目达成的目标，是绘制现代科技能实现的最详细的X射线宇宙地图。X射线有不同种类。上世纪90年代初，德国ROSAT望远镜绘制出首张宇宙图，该望远镜工作能量区间为软X射线（0.3-2.4keV）。但太空中许多天体被非常厚的尘埃或气体包围，这些物质能吸收软X射线，这意味着许多物体被遮住看不到。ART-XC望远镜用更高能量的硬X射线（4-30 keV），可穿透上述屏障。于是，这些看不见的物体出现在宇宙图上，从而使宇宙图得到补充。

二十一世纪初，出现硬X射线天文台，如INTEGRAL和SWIFT， 20年时间绘制出相当详细的全天图，发现约1200个天体，其中大部分是新X射线源。这是项了不起的成就，但与任何技术一样，它也有缺点，包括灵敏度不高，角分辨率不够，从而降低了搜索能力。上述屏障形成一道望远镜无法穿透的界限，因此宇宙的某些角落仍无法被看到。基于这些缺点，俄罗斯科学院空间研究所研究员，物理数学博士米哈伊尔·尼古拉耶维奇·帕夫林斯基（Mikhail Nikolaevich Pavlinsky）设计了一种全新结构天文望远镜。他成为新项目的思想家和领导人。新望远镜安装在Spektr-RG天文台上，短短两年就发现了1500多个太空物体，比上面提到的INTEGRAL和SWIFT过去几十年发现的还多。

俄罗斯科学院空间研究所副所长、ART-XC望远镜科学负责人、俄罗斯科学院通讯院士卢托维诺夫（Alexander Lutovinov） / 俄罗斯报

成功秘诀

实现这一突破的原因，是望远镜的全新工作原理。它装有多个X射线反光镜，即所谓切线入射。这一结构使起具有比其他望远高得多的灵敏度和角分辨率，因此可以看到其他望远镜看不见的天体。在俄政府奖获得者之一瓦西里·列文（Vasily Levin）的领导下，俄罗斯科学院空间研究所开发出以碲化镉为基础的高灵敏度半导体探测器，并将其用于望远镜记录元件。这种探测器为世界首创。

ART-XC天文望远镜的另一个关键特点是视野更广。它是世界上唯一一台硬X射线反光望远镜，视野比其他望远镜大很多倍。这种视野主要是利用反光镜的独特配置获得。这种高灵敏度和广阔视野的结合，使其能对重要区域和整个天空进行观测并发现以前无法看到的细节。其他X射线发光望远镜视野都很窄，只能对个别区域进行观测。

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第三个优点是安装天文观测仪器的“导航者”（Navigator）平台，由俄“拉沃奇金科工联合体”股份公司设计并建造。该平台对项目成功的重要性不亚于望远镜本身。世界上所有空间天文台都采用三轴稳定原理：选择一个观测区域或目标，用望远镜对准并稳定后开始观测，完成后再观测另一个区域。要得到一幅完整的画面，必须将多个片段连接，这样会导致严重的数据处理问题。

“导航者”平台不仅能观测某一点，还能不断绕轴旋转并观测整个天空，并且还可以采用扫描大片区域的工作制式。这样可以在整个视野中获得几乎均匀的曝光，并进行详细研究。ART-XC建造耗时9年，有多家俄罗斯机构参与。除拉沃奇金科工联合体外，萨洛夫的俄罗斯联邦核中心也发挥了重要作用，该中心多名员工因此获奖。他们不仅掌握了俄罗斯此前没有的极其复杂的X射线金属光学技术，制造出X射线反光镜系统，还组装出由壳体、镜子、探测器、传感器等许多部件组成的望远镜本身。这是项珠宝级的精细工作，萨洛夫领导的工作人员圆满完成了任务。

看到的东西

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ART-XC望远镜发现了数百个以前未知的天体。如一个非常罕见的天体——吸积毫秒脉冲星。这颗中子星非常小（约12公里的球体），但非常重，质量约为太阳的一半。最令人惊讶的是，它每秒旋转448圈！另一个有意思的天体，是我们所在银河系中的微类星体。它一开始发出微弱信号，被ART-XC望远镜捕捉到，然后信号突然放大一千倍，世界上几乎所有空间天文台和地面天文台都立即瞄准了它。原来这是个黑洞。这些都表明，我们的银河系中有个从未被发现过的极不寻常的天体。还有其他例子。2022年10月，天空爆发人类观测史上最亮的伽马射线暴，威力大到搜索和观测此类事件的专用仪器被大量信息瘫痪。我们通过侧翼防护成功记录了这一事件，使其在到达时变弱。这使我们结合另一台俄罗斯探测器Konus-Wind数据首次测量了射线暴“能量”。它能量极大，高峰时比太阳亮20个量级。

未来计划

目前，ART-XC望远镜正继续观测整个天空。根据计划，将进行八次这样的扫描，发现的天体数量将成倍增加，带来许多新发现。预计2026年初该天文台将开始研究天空的个别天体或最有意思的区域。俄罗斯科学院国际空间研究所将举办传统高能天体物理大会，国内各天文台、天文研究所、大学研究人员将在会上讨论未来的观测任务和计划。俄罗斯正持续开发X射线天文学技术和仪器。目前在开展一个新项目，不仅将研究中子星和黑洞，还将解决测试X射线航天器导航系统元件的实际任务。还计划建立新一代大型天文台，将配备X射线望远镜和伽马射线望远镜。

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