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X射線光子能量非常高，穿透性極強，很難像可見光一樣通過折射聚焦，需要一些特殊的手段才能觀測到。美國科學家從龍蝦眼睛獲得靈感，提出模擬龍蝦眼制造望遠鏡，讓X射線通過反射聚焦成像。龍蝦眼望遠鏡可以實現(xiàn)大視場的X射線觀測，能高效監(jiān)測天體的X射線變化，發(fā)現(xiàn)隨機發(fā)生的宇宙極端事件的可能性更大。

近日，中國科學院空間新技術(shù)試驗衛(wèi)星SATech-01的首個正式發(fā)表的成果在線刊出。利用衛(wèi)星上搭載的EP-WXT探路者“龍蝦眼天文成像儀”萊婭的在軌測試首光，科學家成功獲得了一批天體的真實大視場X射線實測圖像和能譜。這是國際上首次獲得并公開發(fā)布的大視場X射線聚焦成像觀測結(jié)果。該成果標志著我國率先掌握了X射線龍蝦眼聚焦成像技術(shù)，并實現(xiàn)了在軌實驗驗證。

以中科院國家天文臺張臣和凌志興為帶頭人的團隊通過自主創(chuàng)新，研制出指標國際領(lǐng)先的微孔龍蝦眼器件。在中科院空間科學先導專項的支持下，國家天文臺研制出龍蝦眼聚焦鏡，并由中科院上海技術(shù)物理研究所集成研制出完整的寬視場X射線望遠鏡，作為中科院愛因斯坦探針(EP)衛(wèi)星WXT載荷的實驗模塊之一。該設(shè)備的關(guān)鍵器件，包括龍蝦眼聚焦鏡和由大陣列CMOS傳感器組成的焦面探測器，均為我國自主研發(fā)。這也是我國科學家首次將創(chuàng)新性的CMOS應用于空間X射線天文探測。

7月27日，該實驗模塊(后命名為萊婭)搭載由中科院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院抓總研制的空間新技術(shù)試驗衛(wèi)星(SATech-01)發(fā)射升空。作為EP衛(wèi)星WXT探路者，萊婭的觀測視場可達340平方度(18.6度x18.6度)，是國際上首個寬視場X射線聚焦成像望遠鏡，其視場大小比國際上傳統(tǒng)的聚焦望遠鏡提高了至少100倍。

在軌測試完成后，萊婭迄今已開展了三個多月的在軌定標實驗和部分科學觀測，并開始取得初步科學成果。例如，萊婭發(fā)現(xiàn)了一例恒星的超級X射線耀發(fā)，并引導了NASA的SWIFT和NICER空間望遠鏡進行跟蹤觀測；探測到迄今最亮的伽馬射線暴的余輝輻射；完成了1/2全天X射線天圖的測繪。未來，萊婭將開展常規(guī)科學觀測，預計每半年可獲取一次完整的全天X射線天圖，發(fā)現(xiàn)新的X射線暫現(xiàn)天體和爆發(fā)天體，并將開展引力波X射線對應體的搜尋。

中科院空間新技術(shù)試驗衛(wèi)星(SATech-01)的目標是通過快速發(fā)射驗證空間新材料、新器件、新技術(shù)，助力空間科技創(chuàng)新；孵化出具有重大科學意義、面向國家戰(zhàn)略需求的空間探測儀器和項目。衛(wèi)星平臺及載荷的經(jīng)費均為自籌。萊婭的這一成果也表明空間新技術(shù)試驗衛(wèi)星達到了預期目標。

相關(guān)成果First Wide Field-ofview X-Ray Observations by a Lobster-eye Focusing Telescope in Orbit于近日發(fā)表在《天體物理學快報》(Astrophysical Journal Letter)上。

資料來源： 國家天文臺

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