天宮二號(hào)伽馬暴偏振探測(cè)儀實(shí)現(xiàn)伽馬暴偏振高精度測(cè)量

　　【中國(guó)儀表網(wǎng) 儀表產(chǎn)業(yè)】中國(guó)空間實(shí)驗(yàn)室天宮二號(hào)上搭載的伽馬暴偏振探測(cè)儀(簡(jiǎn)稱POLAR)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目日前完成了高精度伽馬暴射線暴瞬時(shí)輻射的偏振探測(cè)，實(shí)現(xiàn)了預(yù)定的科學(xué)目標(biāo)。相關(guān)成果于2019年1月14日在線發(fā)表在國(guó)際重要學(xué)術(shù)期刊《自然·天文學(xué)》(Nature·Astronomy)上。
 

 

　　天宮二號(hào)于2016年9月15日成功發(fā)射。在軌運(yùn)行期間，POLAR性能良好，標(biāo)定準(zhǔn)確，完成了全部在軌觀測(cè)任務(wù)，共計(jì)探測(cè)到55個(gè)伽馬暴，并對(duì)其中5個(gè)伽馬暴進(jìn)行了高精度的偏振測(cè)量。這是目前為止國(guó)際上最大的高精度伽馬暴偏振測(cè)量樣本，發(fā)現(xiàn)伽馬暴在爆發(fā)期間的平均偏振度較低，約為10%，并且發(fā)現(xiàn)伽馬暴在單個(gè)脈沖內(nèi)偏振角的演化現(xiàn)象。這些新的觀測(cè)結(jié)果表明，產(chǎn)生伽馬射線的極端相對(duì)論噴流內(nèi)部的演化可能導(dǎo)致了偏振角的快速變化，使得觀測(cè)到的伽馬射線暴的平均偏振度較低。
 

　　伽馬射線暴(簡(jiǎn)稱伽馬暴)是來(lái)自宇宙空間的伽馬射線短時(shí)間突然增強(qiáng)的現(xiàn)象。它爆發(fā)時(shí)的亮度極高，比宇宙中其他天體的伽馬射線亮度總和還要大，是自宇宙大爆炸以來(lái)人類所能探測(cè)到的宇宙中最強(qiáng)烈的爆發(fā)現(xiàn)象。從伽馬暴現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)至今已長(zhǎng)達(dá)半個(gè)世紀(jì)，但對(duì)其爆發(fā)本質(zhì)的研究目前還沒(méi)有一個(gè)定論。對(duì)于伽馬暴的爆發(fā)機(jī)制，科學(xué)家提出了多種理論模型。不同理論模型對(duì)于伽馬暴爆發(fā)期間產(chǎn)生的伽馬射線的偏振狀態(tài)的預(yù)測(cè)不同。因此，采用測(cè)量偏振的方法，可以對(duì)伽馬暴的爆發(fā)機(jī)制進(jìn)行研究，并且理解產(chǎn)生伽馬射線的極端相對(duì)論噴流(宇宙中速度最快的宏觀物體、速度極為接近真空中的光速)的結(jié)構(gòu)以及其磁場(chǎng)的構(gòu)型。在POLAR實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之前已經(jīng)有過(guò)其他衛(wèi)星嘗試測(cè)量伽馬暴偏振，但大部分都因?yàn)樘綔y(cè)儀器自身的系統(tǒng)誤差大而無(wú)法給出可靠的偏振測(cè)量結(jié)果，而少數(shù)系統(tǒng)誤差較小的實(shí)驗(yàn)的靈敏度又比較差，也沒(méi)有給出具有統(tǒng)計(jì)意義的高精度伽馬暴偏振測(cè)量結(jié)果。
 

　　POLAR實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是世界上首臺(tái)大面積、大視場(chǎng)、高精度的伽馬暴偏振探測(cè)儀，由中科院高能所、瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)、瑞士保羅謝爾研究所以及波蘭國(guó)家核研究中心等單位歷經(jīng)十年合作研制完成。高能所為POLAR實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的有效載荷總體研制單位。在載人航天工程總體和空間科學(xué)與應(yīng)用總體部的領(lǐng)導(dǎo)下，在中科院高能所的大力支持下，高能所粒子天體物理中心POLAR項(xiàng)目組攜手歐洲科學(xué)家經(jīng)過(guò)一系列攻關(guān)，突破了對(duì)伽馬暴偏振高靈敏度、低系統(tǒng)誤差測(cè)量等一系列關(guān)鍵的空間高能輻射探測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)伽馬射線暴偏振的高精度探測(cè)。
 

　　接下來(lái)，高能所POLAR項(xiàng)目組還將繼續(xù)開展POLAR的在軌數(shù)據(jù)分析工作，希望獲得更多的科學(xué)研究成果。同時(shí)，根據(jù)POLAR的科學(xué)發(fā)現(xiàn)也提出了新的重要科學(xué)問(wèn)題。瑞士、德國(guó)以及波蘭等國(guó)家的科學(xué)家攜手中方科學(xué)家(中科院高能所為中方牽頭單位)一起組成了擴(kuò)大的POLAR合作團(tuán)隊(duì)，共同申請(qǐng)?jiān)谥袊?guó)空間站開展后續(xù)科學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目伽馬暴偏振探測(cè)儀二號(hào)(簡(jiǎn)稱POLAR-2)，科學(xué)能力將有大幅度提高，有望解決根據(jù)POLAR的科學(xué)發(fā)現(xiàn)所提出的新的科學(xué)問(wèn)題，期待最終揭開伽馬暴瞬時(shí)輻射物理機(jī)制的神秘面紗。
 

　　(原文標(biāo)題：天宮二號(hào)伽馬暴偏振探測(cè)儀實(shí)現(xiàn)伽馬暴偏振高精度測(cè)量)