2018年10月29日，酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，“銅川一號”立方星發(fā)射，其上搭載的“極光計劃”順利升空。這是清華大學主導的首個空間天文項目，經(jīng)過一年觀測，項目配備的X射線偏振探測器捕捉到來自蟹狀星云及脈沖星的軟X射線偏振信號，首次發(fā)現(xiàn)了脈沖星自轉(zhuǎn)突變和恢復過程中X射線偏振信號的變化，說明在此過程中脈沖星磁場發(fā)生了變化。該研究實現(xiàn)了歷史上第二次天體軟X射線偏振測量，成果作為封面文章，昨日登上《自然·天文》封面。
X射線偏振是獨特的天體物理探針，是研究黑洞、中子星等高能天體的強有力工具。1968年，美國科學家率先開展了天文X射線偏振探測，于1971年在一次探空火箭實驗中見到了成功的希望，并在1975年發(fā)射的OSO-8衛(wèi)星上完成了第一次精確測量，這次測量發(fā)現(xiàn)了蟹狀星云的X射線輻射具有高度線偏振。
此后幾十年間，科學家們不斷論證X射線偏振的用處，預言探測偏振對天體物理的科學價值，卻再也沒有第二個X射線偏振探測設備在空間運行。
2009年，清華大學天文系教授馮驊帶領團隊開始對X射線偏振探測技術進行探索和改進，在實驗室里研制出了高靈敏度低系統(tǒng)誤差的X射線偏振儀。此后，馮驊提出了“極光計劃”，希望利用微納衛(wèi)星平臺在衛(wèi)星軌道上直接驗證X射線偏振探測技術，從而提高技術成熟度，為未來的空間天文探測所用。2018年10月29日，“極光計劃”探測器發(fā)射升空。
2019年3月，探測器進入常規(guī)觀測，盯準了蟹狀星云脈沖星。似時鐘般運轉(zhuǎn)精確的脈沖星常會在某一個時間點發(fā)生一次自轉(zhuǎn)周期突變，然后慢慢恢復，這種自轉(zhuǎn)突變是一種有待研究的天文現(xiàn)象。2019年7月23日，蟹狀星云脈沖星的自轉(zhuǎn)突變被X射線偏振探測器捕捉。“我們觀測到，經(jīng)過幾十天，脈沖星的偏振信號又慢慢恢復，這一新的發(fā)現(xiàn)有助于理解脈沖星、也就是中子星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。”馮驊團隊成員、清華博士后李紅回憶。
“極光計劃”探測器是40多年來國際上第一個專門的空間天文軟X射線偏振探測器，這一探測結(jié)果也標志著停滯了40多年的天文軟X射線偏振探測窗口重新開啟。(記者 任敏)
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