終于，浩瀚宇宙架起了一臺屬于中國人自己的大型天文望遠鏡。

6月15日，我國第一顆X射線天文衛星“慧眼”乘坐長征四號乙型火箭飛向蒼穹，成功躋身太空觀察員俱樂部，與蜚聲國際的“哈勃”“錢德拉”等天文望遠鏡衛星一道，“站”在大氣層之上嘗試巡天遙看一千河。自此，我國在空間高能天體物理領域長期沒有自主觀測數據的歷史將要結束。

事實上，深邃而神秘的太空從未平靜，星辰大海中日復一日的斗轉星移、繞行伴飛，黑洞張開大嘴吞噬光線，超新星突然爆發、中子星意外形成，恒河沙數的各類天體在太空這個大舞臺上無時無刻不上演著一幕幕“太空舞臺劇”。唯獨少了的，是來自中國的“觀眾”。

如今這一僵局被打破。正如“慧眼”衛星工程總師、航天科技集團五院研究員馬世俊所說，該衛星填補了我國空間X射線天文衛星研制的空白，實現了我國天文觀測由地面觀測到天地聯合觀測的跨越，鑄就了我國天文學發展史上的里程碑。

黑洞、中子星，以及宇宙演化的奧秘，中國人來了。

望遠鏡：搬到太空更近距離觀察

早在幾千年前，人類就開始用肉眼觀測星空，試圖找出它們的運行規律，中國古人“觀天授時”確定二十四節氣就是一個典型的例子。后來，人類又發明了各類天文儀器，借助這些儀器設備，將“欲窮千里目”變為了現實。

實現方法有兩種：一種被稱作“地基觀測”，即在我們所熟知的地球上建立天文臺，通過各種天文望遠鏡，針對可觀測到的天體進行長時間的監測，以獲取各種觀測數據。不管是去年名噪一時的世界最大單口徑500米射電望遠鏡FAST，還是我國最大的光學望遠鏡LAMOST，都屬于這一類。

另一種被稱作“軌道觀測”，或空間天文探測，也就是發射天文衛星，到太空特定軌道，在空間開展天文探測。目前少數國家已經實現了這種觀測手段，這其中最知名的，就屬美國的空間望遠鏡“哈勃”。

如今發射升空的“慧眼”，就屬于后者。“慧眼”全稱硬X射線調制望遠鏡衛星，馬世俊說，作為我國首個空間X射線天文衛星，該衛星承載著我國高能物理學界與天文學界眾多科學家多年的夢想，科技人員將借助這顆望遠鏡衛星對宇宙中各類硬X射線進行近距離觀察。

那么，為何不在地面上觀測X射線，卻要絞盡腦汁跑到天上去？

硬X射線調制望遠鏡衛星首席科學家、中國科學院高能物理研究所研究員張雙南說，之所以要將硬X射線望遠鏡衛星發射到幾百公里之外的近地軌道，是因為地球大氣對X射線是“不透明的”，后者在穿越地球大氣層時會出現嚴重衰減，地面觀測的準確性、全面性會大打折扣。

相應地，“只有在太空進行觀測，才有可能探測到來自天體的X射線”。

他告訴記者，1999年美國發射的錢德拉X射線望遠鏡，以及同時期進入太空的歐洲牛頓衛星，作為21世紀初天文學最主要的觀測設備，開啟了X射線天文學的新時代，取得了一大批重要的研究成果。

X射線：勾畫黑洞等天體輪廓

一個緊接著的問題是，為何要探測X射線。

其實，何謂X射線，人們并不陌生，不管是醫院體檢照射的X光，還是機場過安檢，采用的都是這種X射線——一種波長小于1納米的電磁波。

不過鮮為人知的是，這種射線還是外太空的“常客”——

一個質量大于8個太陽的恒星，可能會以大爆炸的形式演化成中子星；而質量更大的，則有可能演化成黑洞。在這一系列的演化過程中，中子星和黑洞就會向外放射出穿透性極強的X射線。

硬X射線調制衛星系統載荷分系統專家、中科院高能所研究員宋黎明告訴記者，在宇宙中，脈沖星、伽馬射線暴、超新星遺跡、黑洞等都會射出X射線。如果可以接收到這些射線加以分析，就能勾畫出這些天體的輪廓，對人類探索太空具有重要意義。

以黑洞為例，從1964年美國探空火箭所攜帶的探測器發現第一個黑洞——天鵝座X-1，到2014年美國科幻大片《星際穿越》形象描繪黑洞模樣。黑洞，這個吞噬一切的神秘天體，魔咒一般地吸引著我們，從未停止。然而，50多年過去了，人類對黑洞的探索仍然處于初始階段。宋黎明說，這也是為何科學家還要探測X射線。

當然，并非所有的空間望遠鏡都能夠實現對X射線的觀測，比如我們熟知的“哈勃”，就無法觀測X射線，這個有些“顏控”的空間望遠鏡，只能觀測太空中的可見光波段，“用它明亮的大眼睛觀測著星際間的美好”。

航天科技集團五院西安分院主管遙感數據傳輸類衛星研制的副院長楊毅說，可見光波長范圍在390~780納米，而X射線波長范圍是0.01~10納米，其波長比可見光波長小得多，必須用專門的X射線望遠鏡才能觀測。

遺憾的是，在中國之前，人類“甩”向太空的天文望遠鏡衛星，只能看到波長在0.1~10納米的X射線，即所謂的“軟X射線”，而對于能量較高，波長在0.01~0.1納米之間的X射線，即所謂的“硬X射線”，卻是“視而不見”。自然，也將失去很多“太空舞臺劇”的細節和精彩。

相應地，中國“慧眼”作為世界上靈敏度和分辨率最高的硬X射線望遠鏡衛星，則是這場舞臺劇的前排“VIP觀眾”，有望發現黑洞和未知類型天體。

放飛的衛星：科學成果往往不是事先預期的

按照張雙南的設想，這些X射線漂洋過海來到地球附近，就會被“慧眼”衛星觀測到。正如武林高手都有成名兵器一樣，這名宇宙觀察員也隨身攜帶4種獨特“兵器”——高能X射線望遠鏡、中能X射線望遠鏡、低能X射線望遠鏡以及空間環境監測器。

有了這4樣法寶，硬X射線調制望遠鏡衛星如同擁有了“火眼金睛”，成為世界上目前已經應用的同類探測器中探測面積最大的一個，可以對整個X射線譜段進行探測——不僅能夠“軟硬兼收”，及時捕捉到絕大多數天體發出的軟X射線和硬X射線，開展全譜段探測，甚至連暗、弱天體目標也逃不出它的“法眼”。

可以說，“慧眼”能將宇宙事件的發生、發展到結束的全過程盡收眼底。根據張雙南預期，該衛星在軌運行期間可能會有三個發現——

一是對銀河系巡天的工作，“對有些源要進行監測性觀測，也就是要反復地看，看它有沒有變化”，可能會發現一批以黑洞和中子星為主的新的天體源。

二是會對一批比較亮的中子星和黑洞做定點觀測，“一次看很長時間，積累足夠統計意義的數據”，有可能對于中子星和黑洞的性質，如中子星的磁場、質量，黑洞的質量、自轉等，給出新的測量結果，了解他們為什么有各種各樣的活動性。

三是每年可能會發現幾十個到上百個伽馬射線暴，如果其中的一些事例和引力波的事例存在聯系，那將是很重要的進展。“比如說別人看到了新的天體，或者我們的銀河系巡天當中發現了新的東西，這個時候我們就會中斷常規任務，去對這些目標進行比較詳細的觀測。”張雙南說。

不過，他也告訴記者，這些都是預期的科學成果，從目前已有的空間天文望遠鏡或地面觀測站來看，他們取得的很多重要科學成果“往往不是事先預期的”，比如哈勃望遠鏡十大重要的科學發現，從來都沒有出現在預期結果清單中。

“因為宇宙比我們想象的更復雜更奇妙。”張雙南說。

如今中國這個被寄予厚望的望遠鏡衛星被命名為“慧眼”，有兩個理由，一個是遂了該衛星科學家團隊的心愿，用來紀念我國天體物理奠基人之一何澤慧院士，希望這架空間望遠鏡能如她的眼睛一樣，尋找高能天體的美麗風景。

另一個理由是，以此表示祝愿，“希望這顆硬X射線望遠鏡衛星‘慧眼如炬’，能穿過星際物質的遮擋發現黑洞。”張雙南說。記者 邱晨輝 通訊員 張昊 王同心

[責任編輯：楊凡、蘇琛]

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