天宫二号之“天极”望远镜的小目标( 二 ) _小知识

张双南表示，关于伽玛射线偏振的研究之所以进展缓慢，主要是因为伽马射线偏振的测量与一般的测量方法非常不同，除了需要测量光子到达的方向、能量和时间以外，还需要经过伽玛射线探测器中的多个作用过程才能够获取偏振的测量信息，这个在技术上的难度非常大。但是，偏振信息却是研究伽玛暴现象的重要参考信息，它对于理解伽玛暴的产生原因、产生环境的磁场和几何结构起着关键性作用。
那么作为高灵敏度伽马射线暴偏振测量仪器——“天极”望远镜又有怎样的独特之处呢？张双南解释说，“天极”探测器与普通的探测器或者望远镜不同，一般的望远镜会有一个镜头，镜头下面就是胶片或者CCD（电荷耦合器件），但是“天极”是由一个阵列的探测器共同组成，一共25个单元，每个单元内都有64个不同的探测器，所以“天极”是由总共1600个敏感元件组成的探测器，这样的组合就如同自然界中蜜蜂等昆虫的“复眼”一般，所以我们给“天极”起了一个小名叫“小蜜蜂”，“天极”望远镜就是利用这么多不同的“眼睛”来“观测”伽马射线的偏振现象的。

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图3 伽玛暴偏振探测器—OBOX实物图
非同凡响的探索
“天极”望远镜的英文名叫做POLAR，除了具有“极化”的含义之外，它其实也是“Polarization偏振”这个单词的缩写，所谓天极就是天体的极化，而极化就是偏振。
伽玛暴的起源及相应的物理过程一直是天文学家们研究的最前沿课题之一。它涉及宇宙学距离上的恒星级过程，能够将天体物理中最重要的三个层次-恒星、星系以及宇宙学联系起来。虽然这十几年来人们对伽玛暴的研究取得了长足的进步，但是有关伽玛暴的一些基本问题还是没有得到很好的解决。对伽玛暴伽玛射线偏振的研究可以为许多伽玛暴问题提供新的线索。但是由于仪器能力的限制，目前国际上的观测结果还非常少，而且没有任何一个测量结果达到了科学意义上的确认程度。也就是严格来说，目前世界上还没有对伽玛暴伽玛射线偏振的有效测量结果。
张双南表示，作为国际上最灵敏的伽玛射线暴偏振探测仪器，“天极”能够获得高精度伽玛射线偏振测量的最大样本，它的主要科学目标是观测伽玛射线暴并且测量伽玛射线暴的偏振性质，预期运行两年“天极”可以探测到大约100个伽玛射线暴。通过系统地测量伽玛射线暴的偏振，能够从观测上对伽玛射线暴的辐射机制模型加以限制或约束，为更好的理解宇宙中极端天体物理环境下的这种最剧烈的爆发现象产生的机制做出重要的贡献。

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图4 伽玛暴偏振探测器—OBOX设计原理图
伴随着天宫二号的发射升空，“天极”望远镜将正式展开伽玛射线偏振性质的测量研究工作，这将为伽玛暴研究打开一扇新的窗口，有望取得新的进展和发现。作为天宫二号空间实验室（TG-2）搭载的所有实验中唯一的国际合作项目，我们也期待着“天极”将带领人类开辟出天体物理学的一片崭新天地。

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