今天，又一個國家重器投入使用！它能借你一雙“慧眼”嗎？
1月30日，我國首顆X射線天文衛星“慧眼”正式交付，投入使用。“慧眼”衛星工程是研究黑洞、中子星等緻密天體前沿問題的自主創新重大空間科學項目，對提高我國在空間科學領域的國際地位有重要意義。
"慧眼”於2017年6月發射成功，終於在今天交付使用。這顆衛星上天到底是去幹嘛的呢？
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。但是，50多年過去了，人類對黑洞的探索仍然處於初始階段。
為研究黑洞、中子星等高能緻密天體的基本物理性質以及對周圍時空的影響，中國科學院高能物理研究所和航太科技集團五院等單位研製了我國第一顆空間X射線天文衛星——硬X射線調製望遠鏡（HXMT）衛星。
HXMT衛星的科學目的是什麼？
它的觀測過程是怎樣的？
與其它天文衛星相比有什麼特點和突破？
未來會有哪些科研發現？
我們一起來聽聽中科院高能物理研究所粒子天體物理中心主任、中科院粒子天體物理重點實驗室主任、HXMT衛星首席科學家張雙南給我們的解答吧~
△中科院高能物理研究所研究員、中科院高能物理研究所粒子天體物理中心主任、中科院粒子天體物理重點實驗室主任、HXMT衛星首席科學家張雙南
張雙南研究員介紹說，HXMT衛星目的就是接收來自天體的X射線，當然這種天體可以是中子星，也可以是黑洞。我們主要是希望尋找一些以前不知道的黑洞和中子星，
在宇宙中，當物質被緻密天體的引力俘獲後，會以螺旋運動掉向中心天體，速度越來越快，溫度越來越高，最後會發出強烈的、比一般X射線能量高的硬X射線。
雖然X射線穿透能力比較強，但也不能穿透地球大氣，所以我們必須要到地球大氣層以外才有可能探測到來自天體的X射線。
早在20世紀70年代，中國就已經開始了X射線天文觀測。中科院高能所利用高空氣球搭載X射線望遠鏡，在40公里高空對X射線脈衝星、黑洞等類型的天體進行了觀測研究，HXMT衛星正是在氣球實驗的基礎上提出和研製的。
為了完成這樣的一個科學裝置，科學家們前前後後共努力了差不多20年的時間，克服了各方面出現的困難，歷經了項目經驗不足、經費不足、人才不足、技術要求高等困難，
張雙南老師介紹，空間天文望遠鏡實際上開創了人類探索宇宙的一個視窗。人類在開創了這個領域之後，人類就發射了各種各樣的天文衛星，也包括我們很熟悉的哈勃天文衛星，所以人類對宇宙的探索是不會停止的，會一直進行的。
特點：能量覆蓋面積廣 儀器幾何面積大 望遠鏡視場寬
張雙南老師具體解釋說，首先，這個X射線的儀器覆蓋範圍比較廣，很少有這樣衛星能有這樣寬的光子覆蓋範圍。
△HXMT衛星運行示意圖
另外，我們儀器的幾何面積比較大。比如，高能段儀器的幾何面積達到了5000平方釐米，這是在這個能量段最大的面積。
此外，望遠鏡的視場比較寬，適合做一些天體物理的研究。比如，我們將會對中子星和黑洞進行非常高統計量、高波段的研究，這是以前的天文望遠鏡或者X射線望遠鏡比較難做到的。我們會對銀河系進行巡天的工作，來搜尋銀河系內有多少像這樣的比較暗弱、隨時間變化的天體，這對我們理解銀河系內的中子星和黑洞都是非常重要的。
△HXMT衛星巡天觀測模式示意圖
它和其它望遠鏡不同，並不是說它比其它的望遠鏡好，而是指在某些方面有自己的特色，在這些方面我們能夠做得好一些，所以我們的科學觀測也就圍繞著優勢進行。
HXMT衛星的觀測主要是有三種模式。簡單的說就是，掃描巡天模式、定點觀測的模式和伽馬射線暴監測模式。
首先，掃描巡天模式。我們預測銀河系裡有很多中子星和黑洞，但是它們在哪裡，都是什麼樣子的，很多都還沒有發現，所以這個衛星會對銀河系進行掃描和巡天的工作；
其次，定向觀測模式。我們已經知道了一些天體源，或者通過巡天發現的天體源，我們會用望遠鏡指向它，這就叫做定向觀測；
最後，伽馬射線暴監測模式。這相當於守株待兔的模式，如果有一些非常強烈的伽馬射線暴被發現，儀器就會監測到這個高流量的信號到達，我們會來提供一個警報來進行後續的觀測等等。
獲取一手資料 未來有望取得的進展
觀測後，HXMT衛星主要在四個方面有可能取得比較大的進展：
第一，預計會發現一批新的天體源，主要是中子星和黑洞為主的新的高能天體；
第二，對一批比較亮的中子星和黑洞進行定點觀測；
第三，我們有可能會對中子星和黑洞的基本的性質，比如中子星的磁場和中子星的品質、黑洞的品質和黑洞的自轉等做出新的測量，也可以瞭解它們為什麼會有各種各樣的活動性；
第四，對宇宙進行“監視”，我們預期每年能發現幾十個到幾百個伽馬射線暴，當然如果有些伽馬射線暴將來能和引力波事件建立關係，將會成為比較重要的進展。
必須指出，科學研究中不乏意外收穫，我們十分期待HXMT能帶來意外的驚喜~
張雙南老師具體解釋說，首先，這個X射線的儀器覆蓋範圍比較廣，很少有這樣衛星能有這樣寬的光子覆蓋範圍。
△HXMT衛星運行示意圖
另外，我們儀器的幾何面積比較大。比如，高能段儀器的幾何面積達到了5000平方釐米，這是在這個能量段最大的面積。
此外，望遠鏡的視場比較寬，適合做一些天體物理的研究。比如，我們將會對中子星和黑洞進行非常高統計量、高波段的研究，這是以前的天文望遠鏡或者X射線望遠鏡比較難做到的。我們會對銀河系進行巡天的工作，來搜尋銀河系內有多少像這樣的比較暗弱、隨時間變化的天體，這對我們理解銀河系內的中子星和黑洞都是非常重要的。
△HXMT衛星巡天觀測模式示意圖
它和其它望遠鏡不同，並不是說它比其它的望遠鏡好，而是指在某些方面有自己的特色，在這些方面我們能夠做得好一些，所以我們的科學觀測也就圍繞著優勢進行。
HXMT衛星的觀測主要是有三種模式。簡單的說就是，掃描巡天模式、定點觀測的模式和伽馬射線暴監測模式。
首先，掃描巡天模式。我們預測銀河系裡有很多中子星和黑洞，但是它們在哪裡，都是什麼樣子的，很多都還沒有發現，所以這個衛星會對銀河系進行掃描和巡天的工作；
其次，定向觀測模式。我們已經知道了一些天體源，或者通過巡天發現的天體源，我們會用望遠鏡指向它，這就叫做定向觀測；
最後，伽馬射線暴監測模式。這相當於守株待兔的模式，如果有一些非常強烈的伽馬射線暴被發現，儀器就會監測到這個高流量的信號到達，我們會來提供一個警報來進行後續的觀測等等。
獲取一手資料 未來有望取得的進展
觀測後，HXMT衛星主要在四個方面有可能取得比較大的進展：
第一，預計會發現一批新的天體源，主要是中子星和黑洞為主的新的高能天體；
第二，對一批比較亮的中子星和黑洞進行定點觀測；
第三，我們有可能會對中子星和黑洞的基本的性質，比如中子星的磁場和中子星的品質、黑洞的品質和黑洞的自轉等做出新的測量，也可以瞭解它們為什麼會有各種各樣的活動性；
第四，對宇宙進行“監視”，我們預期每年能發現幾十個到幾百個伽馬射線暴，當然如果有些伽馬射線暴將來能和引力波事件建立關係，將會成為比較重要的進展。
必須指出，科學研究中不乏意外收穫，我們十分期待HXMT能帶來意外的驚喜~