在浩瀚宇宙的探索征程中,中国科研力量再次取得重大突破。中国天关卫星(爱因斯坦探针卫星,英文缩写EP)成功完成全球首次月全食X射线观测“三连发”,这一成果标志着我国在天文观测领域迈出了坚实且关键的一步。
月全食,这一壮观的天象,不仅是视觉上的盛宴,更蕴含着巨大的科学研究价值。它为科学家探索地月物质与能量交换提供了独一无二的观测窗口。月球的X射线辐射主要源于太阳X射线激发月表元素产生。然而,当月球处于地球磁尾等离子体片时,通常处于满月或近满月状态,月面大部分被太阳X射线辐射覆盖,地球磁尾物质轰击产生的微弱X射线信号极易被掩盖,难以被捕捉,这一现象此前一直未得到观测证实。
月全食期间,地球会完全遮挡太阳X射线辐射,同时地球磁鞘会屏蔽太阳风粒子,此时成为观测磁尾等离子体片与月球相互作用的最佳时机。但月全食出现的机会并不多,平均每年不到一次,且每次月球在地球本影区内停留的时间仅有数十分钟。进行多次月全食观测,不仅能积累更多数据,还有助于研究不同地磁活动条件下的月球X射线辐射。
天关卫星作为中国专注于捕捉宇宙瞬时现象的X射线天文卫星,在轨运行两年来,在X射线暂现源和爆发源研究领域成果丰硕,已累计发现百余颗X射线暂现源。此次“三连发”月全食观测,恰逢天关卫星的“青壮期”,星载仪器性能良好,为破解地月能量交换谜题提供了难得的机遇。
天关卫星搭载“万星瞳”宽视场X射线望远镜(WXT)和“风行天”后随X射线望远镜(FXT)两大核心载荷。“万星瞳”负责大范围巡天,“风行天”负责精准追踪。此次成功完成全球首次“三连发”月全食X射线观测,得益于“风行天”望远镜的卓越性能。“风行天”主任设计师、中国科学院高能物理研究所陈勇研究员指出,“风行天”具有视场大、本底低、灵敏度高的优势,使其在月全食观测中能够从嘈杂的宇宙背景中捕捉到更微弱的X射线信号。
对月观测并非易事,是一场高难度的“太空追逐战”。月球在天空中始终处于缓慢移动状态,为让天关卫星的视线锁定目标,卫星必须实时调整姿态。月全食作为可精确预报的天象,其发生时刻、持续时长、卫星过境窗口均可提前计算。天关卫星科学中心基于月球运行规律,在密集的在轨观测计划中,为元宵节月全食观测预留了专门的窗口期。
本次观测负责人、中国科学院高能物理研究所赵晓帆高级工程师介绍,元宵节月全食于19时30分左右发生,不仅便于中国公众观测,更完美适配天关卫星轨道,观测期间未受南大西洋异常区影响,观测条件得天独厚。月全食从“食既”到“生光”的全过程长达58分钟,剔除地球遮挡时段后,“风行天”成功实现50分钟有效观测,有效观测时长为“三连发”之最,获取了高质量的观测数据。
天关卫星首席科学家、中国科学院国家天文台袁为民研究员表示,“风行天”此前已多次对月球开展观测,成功获取高质量的完整满月面X射线图像,还捕捉到月表氧、铁、镁、铝和硅等元素的分布特征,为月球研究奠定了坚实基础。天关卫星已在X射线暂现源研究方面领先世界,人们更期待它在月球等太阳系内天体的观测中发挥独特优势,取得更多突破性科学成果。






