今天,欧洲航天局的伽马射线望远镜结束观测。在其22年的太空历程中,“ Integral ”重塑了我们对宇宙中最剧烈事件的认知。这台高能天文台在揭示被称为伽马射线暴的宇宙爆炸本质以及揭示引力波事件起源方面发挥了关键作用。最近,它对热核爆炸如何驱动中子星中的喷流提供了独特见解,并捕捉到了来自河外磁星的巨大耀斑。
欧洲航天局的“ Integral ”于2002年10月17日从哈萨克斯坦的拜科努尔航天发射场发射升空,旨在观测不断变化、强大且极端的宇宙。欧洲航天局“ Integral ”项目科学家扬 – 乌韦·内斯指出:“二十多年来,‘ Integral ’一次又一次向我们表明,以伽马射线观测天空是多么重要。宇宙中一些与极端物理事件相关的光爆发,只有捕捉到来自爆炸核心的射线,即伽马射线,才能完全理解。”
与来自太空的可见光和射电波不同,我们可从地面观测可见光和射电波,而宇宙伽马射线只能在太空中捕获。这是因为地球大气层起到了保护我们免受这些有害射线伤害的屏蔽作用。欧洲航天局科学主任卡罗尔·蒙德尔教授补充道:“‘ Integral ’改变了我们对动态高能宇宙和极端条件下物理学的理解。
‘ Integral ’的航天器和仪器多年来表现如此出色,证明了欧洲科学界和航天工业在千年之交开发的技术质量,以及欧洲航天局自那以后执行这项任务的科学和工程团队的能力。祝贺所有相关群体的奉献和成就。”
“ Integral ”的观测对于解开伽马射线暴(GRBs)的谜团至关重要,伽马射线暴是天空中每天大约出现一次的高能光的强烈闪光。这些闪光通常比所有其他伽马射线源加起来还要亮。如今,科学家将持续数秒的“较长”伽马射线暴事件的起源追溯到发生超新星爆发的大质量恒星的失控坍缩,而较短的爆发则是由于黑洞和中子星相互碰撞。
扬 – 乌韦表示:“‘ Integral ’令人印象深刻之处在于其意外发现。事实证明,‘ Integral ’非常适合执行任务构思时根本未预见到的任务。例如,它能够追踪天空中产生一些引力波和地面专业仪器捕获的超高能中微子的源。”在“ Integral ”发射时,科学家甚至不确定引力波是否能被直接探测到;2015年,美国的LIGO引力波探测器在“ Integral ”发射13年后首次观测到了这些难以捉摸的时空涟漪。
突破不断涌现。扬 – 乌韦继续说道:“就在过去两年左右,令人兴奋的新结果让我震惊。‘ Integral ’捕捉到了有史以来观测到的最强大的伽马射线闪光,且这次爆炸影响了大气的保护臭氧层。这次伽马射线暴发生在近20亿光年外的一个星系中——想到地球会受到20亿年前发生在宇宙遥远角落的事件的影响,真是令人难以置信。”
另外两项最新发现聚焦于一次极为罕见的0.1秒磁星爆发,其释放的能量相当于我们的太阳在50万年内产生的能量,以及发现热核爆炸驱动中子星中的喷流。发射时,“ Integral ”是最先进的伽马射线天文台,也是第一个能够同时在伽马射线、X射线和可见光下观测天体的空间天文台。
“ Integral ”仪器的三个特点使其众多发现成为可能:在最高能的X射线和伽马射线中,拥有约900平方度的非常大的视场;能够同时获取最高能量下的详细图像和光谱;X射线和光学相机的监测能力有助于精确定位伽马射线源。
欧洲航天局“ Integral ”任务经理马蒂亚斯·埃勒总结道:“在环绕地球2886圈、凝视宇宙深处22年后,今天‘ Integral ’的灵敏仪器将停止收集科学数据。但欧洲航天局伽马射线天文台的遗产将在未来多年为科学家服务。二十多年来收集的大量数据将存储在‘ Integral ’科学遗产档案馆。这对于未来研究至关重要,并将激励新一代天文学家和工程师开展激动人心的新任务。”
科学观测结束后,航天器将继续绕地球运行四年。欧洲航天局的工程师将监测这颗卫星,直到它在2029年初重新进入地球大气层。由于2015年执行的一次特殊的四推进器点火操作,卫星进入大气层将符合欧洲航天局尽量减少太空碎片的承诺。