天宫二号之“天极”望远镜的小目标 _小知识

服役多年的天宫一号见证了我国宇航技术和天文探测的发展，以及诸多太空科学实验走入并扎根太空的步伐，如今，继天宫一号之后，天宫二号又要出征太空，开启我国宇航及空间实验相关方面的科技新征程。作为“天宫一号”的“继承者”，天宫二号上即将进行的各类实验达到了史无前例的14项，堪称中国航天史上“最忙碌”的空间实验室。根据计划，天宫二号上将开展地球观测和空间地球系统科学、空间应用新技术、空间技术和航天医学等领域的应用和试验，因此可以说天宫二号也是中国第一个真正意义上的空间实验室。

【天宫二号之“天极”望远镜的小目标】除此之外，天宫二号还将身负神秘任务，它将携带国际首个专用的高灵敏度伽马射线暴偏振测量仪器——“天极”望远镜进入太空展开科学探索实验。这项由中国－瑞士合作开展的“伽马暴偏振探测项目”（POLAR）是中国空间天文“黑洞探针”计划的组成部分，该计划以黑洞等极端天体作为恒星和星系演化的探针，理解宇宙极端物理过程和规律，解答宇宙组成和演化。这表示天宫二号上将携带世界上伽马暴和黑洞探测在伽玛射线偏振探测方面能力最专业的设备，极有可能为我国天体物理学的发展带来重要的突破。更多关于“天极”的专业资讯，我们邀请到了中国科学院高能物理研究所研究员，中国科学院粒子天体物理重点实验室主任张双南教授来解答。

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图1 中国科学院高能物理研究所研究员，中国科学院粒子天体物理重点实验室主任张双南
伽玛暴——恒星的“生命之花”
天宫二号上即将进行的各类实验达到了史无前例的14项，堪称中国航天史上“最忙碌”的空间实验室。其携带的高灵敏度伽马射线暴偏振测量仪器——“天极”望远镜，就如同小蜜蜂的“复眼”一般，捕捉遥远宇宙中突然发生的伽玛射线暴（简称伽玛暴）现象。那么什么是伽马射线？伽玛暴又是怎样的物理现象？
张双南研究员解释说，伽马射线与我们所熟悉的可见光一样，也是电磁波的一种。电磁波按波长（即相邻两个波峰的距离）从长到短，可分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽玛射线等等。因此，伽玛射线是波长最短、能量最高的电磁波，它的能量比可见光大几十万倍以上。伽玛暴是伽马射线暴的简称，恒星在演化到最后的时候内部将发生剧烈的爆发，而这种爆发的过程中可能伴随着强烈的伽马射线的爆发。虽然这种强烈的伽马射线辐射持续时间长则不过几千秒，短则不足百分之一秒，然而其亮度却超过全宇宙其它天体的总和，辐射能量比太阳一生辐射的总能量还多得多，犹如恒星最后的“生命之花”，将一生的辉煌在一瞬间绽放。另外，当两个黑洞或者中子星最后并合在一起的时候，也会产生强烈的伽马射线的爆发，这种爆发的能量通常比我们一般所知道的超新星爆发它的总能量要高成千上万倍，也被称为是宇宙大爆炸之后最剧烈的天体的爆发现象。

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图2 伽玛暴正面示意图
天极——捕捉宇宙中最美的瞬间
从1973年公布发现伽玛暴以来，关于伽玛暴的研究一直是天文学和物理学中一个极其活跃的前沿领域。自1997年以来，伽玛暴的观测研究四次被美国的《科学》杂志评为年度世界十大科技成就之一。但是因为技术的限制，对于伽马射线偏振现象的研究一直没有突破性的进步，甚至说仍旧是一个空白的领域。