2020年12月10日4時14分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征十一號遙九固體運載火箭將引力波暴高能電磁對應(yīng)體全天監(jiān)測器（GECAM）衛(wèi)星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。

作為北京懷柔綜合性國家科學(xué)中心空間科學(xué)實驗室掛牌后發(fā)射的首顆科學(xué)衛(wèi)星，中國科學(xué)院與北京市人民政府共同將這顆衛(wèi)星命名為“懷柔一號”。

“全天候無死角”監(jiān)測宇宙中的爆發(fā)現(xiàn)象

引力波暴高能電磁對應(yīng)體全天監(jiān)測器？

這是什么東東？

顧名思義，它的使命就是全天候監(jiān)測引力波伽馬暴，尋找引力波之光。

所謂引力波，其實是物質(zhì)和能量的劇烈運動和變化所產(chǎn)生的一種物質(zhì)波。如果以水面來比喻時空，那么引力波就可以看作是時空的漣漪。愛因斯坦一個世紀(jì)前基于廣義相對論預(yù)言了引力波的存在。

為了便于理解記憶，研究人員還給它起了個昵稱叫“極目”。

“極目”衛(wèi)星的主要觀測目標(biāo)包括雙致密星并合引力波產(chǎn)生的高能輻射、伽馬暴、磁星爆發(fā)及快速射電暴等宇宙中的劇烈爆發(fā)現(xiàn)象，推動破解黑洞、中子星等致密天體的形成和演化，以及雙致密星并合之謎。

同時，“極目”衛(wèi)星還將探測太陽耀斑、地球伽馬閃和地球電子束等日地空間高能輻射現(xiàn)象，為進(jìn)一步研究其物理機(jī)制提供科學(xué)觀測數(shù)據(jù)。

然而，這些爆發(fā)現(xiàn)象在宇宙空間隨機(jī)隨時出現(xiàn)，且持續(xù)的時間非常短，通常是分鐘、秒乃至毫秒量級內(nèi)出現(xiàn)。

為了捕捉宇宙中這些稍縱即逝的光，研究人員對“極目”衛(wèi)星進(jìn)行了專門的設(shè)計，由兩顆以共軛軌道星座布局的微小衛(wèi)星以180度相位繞著地球運行，以確保衛(wèi)星的觀測不會被地球遮擋，從而實現(xiàn)對宇宙中的爆發(fā)現(xiàn)象“全天候無死角”監(jiān)測。

這兩顆微小衛(wèi)星也都有“乳名”，分別叫“小極”和“小目”。它們分布于地球兩側(cè)，形成兩“極”之勢，猶如二“目”，將對黑洞、中子星等極端天體的劇烈爆發(fā)現(xiàn)象進(jìn)行觀測，快速下傳并發(fā)布觀測警報, 引導(dǎo)國內(nèi)外科學(xué)家利用各類望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行后隨觀測。

未來幾年對爆發(fā)事件綜合探測能力最強(qiáng)衛(wèi)星

別看“極目”衛(wèi)星個頭小，它將是未來幾年內(nèi)國際上對伽馬暴、磁星爆發(fā)、快速射電暴、地球伽馬閃等爆發(fā)事件綜合探測能力最強(qiáng)的衛(wèi)星。

“‘極目’衛(wèi)星可以對和引力波暴幾乎同時發(fā)生的同源伽馬暴的能譜和光變進(jìn)行連續(xù)高精度觀測，同時可以給出精度較高的引力波事件的方向信息，將對引力波等重要事件的電磁對應(yīng)體的發(fā)現(xiàn)、證認(rèn)發(fā)揮重要作用。”“極目”衛(wèi)星系統(tǒng)載荷總師、中國科學(xué)院高能物理研究所副研究員李新喬說。

隨著引力波天文學(xué)時代的到來，引力波探測引領(lǐng)了近幾年的天文觀測熱潮。引力波和與之相伴的伽馬暴都攜帶著豐富的物理信息，穿越億萬光年，向我們展現(xiàn)和描繪雙致密星并合這一重大物理事件的始末。“天文學(xué)家通過多信使、多波段觀測和數(shù)據(jù)分析的手段對其中所攜帶的信息進(jìn)行解讀，可以檢驗已有的理論模型并發(fā)展新的理論模型。從而揭示這一宇宙高能過程的內(nèi)在規(guī)律。”李新喬說。

據(jù)了解，“極目”衛(wèi)星由中科院空間科學(xué)（二期）先導(dǎo)專項部署。空間科學(xué)戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項一期部署發(fā)射了“悟空”“墨子”“慧眼”“實踐十號”等科學(xué)衛(wèi)星。2019年8月31日，專項二期首顆技術(shù)驗證衛(wèi)星——微重力技術(shù)實驗衛(wèi)星“太極一號”成功發(fā)射，邁出我國空間引力波探測奠基性的第一步。

除“太極一號”和“極目”衛(wèi)星外，專項二期部署了先進(jìn)天基太陽天文臺（ASO-S）、愛因斯坦探針（EP）和太陽風(fēng)—磁層相互作用全景成像衛(wèi)星（SMILE）等空間科學(xué)衛(wèi)星，將在未來3至4年內(nèi)陸續(xù)發(fā)射，有望在太陽爆發(fā)活動、時域天文學(xué)、日地關(guān)系等方面取得重大原創(chuàng)性成果。

（記者 陸成寬）