仰望星空—探索黑洞的历程（PDF文件） - ä¸­å›½ç§‘å­¦é™¢é«˜èƒ½ç‰©ç†ç ”ç©¶æ‰€

1966.3 邢 台3

2008 年 5 月 , 震 后 的 北 川 中 学 .1939 年 8 月 , 重 庆 市 一 所 学 校 遭 轰炸 , 三 位 教 师 站 在 瓦 砾 上 .4

1940 年重 庆 大 轰 炸5

1938 西 南 联 大 湘 黔 滇 旅 行 团经 过 的 湘 黔 交 界 处7

杨 振 宁 吴 大 猷 马 仕 俊(1949)朱 光 亚 吴 大 猷 李 政 道(1992)8

二 、 空 间 天 文9

近 代 物 理 学 的 革 命 :X 射 线 的 发 现伦 琴 1895 X 射 线 第 一 个 诺 贝 尔 物 理 奖贝 克 勒 尔 、 居 理 夫 妇 1896 -1899 α、β 射 线维 拉 德1900 γ 射 线 诺 贝 尔 物 理 奖诺 贝 尔 物 理 奖近 代 天 文 学 的 革 命 : 空 间 X 射 线 天 文 的 诞 生贾 科 尼 (ASE-MIT-NASA)1962 - 1970 X 射 线 天 文 2002 年 诺 贝 尔 物 理 奖“for pioneering contributions toastrophysics, which have led to thediscovery of cosmic X-ray sources”10

The first experiment to detect cosmic X-raysGiacconi et al., Phys. Rev. Lett., 9, 439 (1962)11

X 射 线 天 文 学 的 开 拓(< 10 keV)1962 ASE-MIT 核 科 学 实 验 室 贾 科 尼 火 箭 探 测 发 现 存 在X 射 线 天 体1965 小 田 (M. Oda) 提 出 线 性 扫 描 调 制 方 法1966 ASE-MIT 核 科 学 实 验 室 火 箭 探 测 发 现 ScoX-11970 NASA-MIT X 射 线 天 文 卫 星Uhuru 上 天12

Uhuru 1970.12.1214

Uhuru 巡 天 结 果15

Obituary: Minoru Oda (1923−2001)Nature 410, 888 (19 April 2001)16

贾 科 尼1962小 田2002 年 诺 贝 尔 物 理 学 奖17

三 、 探 测 黑 洞18

~10 亿 度(100 keV 硬 X 射 线 )~1 千 万 度(1 keV X 射 线 )19

什 麽 是 暗 能 量 ?• Beyond Einstein 超 越 爱 因 斯 坦是 什 麽 引 发 了宇 宙 大 爆 炸 ?在 黑 洞 附 近发 生 了 什 麽 ?20

2007.3.10.10 国 防 科 工 委 发 布 我 国 《“ 十 一 五 ”空 间 科 学 发 展 规 划 》,, 提 出 我 国 “ 十 一 五 ”空 间 发 展 六 大 目 标 : 一 是 实 施 国 家 中 长 期科 技 发 展 规 划 中 的 载 人 航 天 和 月 球 探 测 工程 ; 二 是 自 主 研 制 硬 X 射 线 调 制 望 远 镜 ,实 现 我 国 空 间 天 文 卫 星 零 的 突 破 , 在 黑 洞物 理 研 究 等 领 域 取 得 突 破 ;…21

80 年 代 初 , 香 22河

1988 巴 西23

硬 X 射 线 成 像 (90 年 代 初 )1473 cm22 0 093 × 99 pixels2×700 cm 5 × 0.5 FWHM aperture编 码 口 径 成 像 望 远 镜准 直 扫 描 望 远 镜直 接 解 调 方 法24

Object1473 cm293 × 99 pixels2×700cm250× 0.50CAM ( Δ 00.3 )SCT ( Δ ≅ 2.5 0)00 =Lei F. et al., Exper. Astron. 1, 285 (1991) Li T.P & Wu M., Astrophys. Space Sci.,215,213 (1994)25

球 载 硬 X 射 线 望 远 镜 HAPI-426

HAPI-4 / IHEP1993. 9. 25GRIP / Caltec1993. 9. 2027

硬 X 射 线 调 制 望 远 镜 HXMT (1993 - )基 于 成 像 方 法 的 创 新 , 建 造 世 界 最 高 灵 敏 度 和 角 分 辨 的 空间 硬 X 射 线 望 远 镜 , 完 成 人 类 首 次 硬 X 射 线 成 像 巡 天 , 发 现大 批 超 大 质 量 黑 洞 , 深 入 研 究 中 子 星 和 黑 洞 强 引 力 场 中 的动 力 学 和 高 能 辐 射 过 程 , 实 现 我 国 在 一 个 重 要 的 基 础 科 学 前沿 的 跨 越 式 发 展28

• X 射 线 巡 天 ( 美 国 ):1965 线 性 扫 描 准 直 调 制 方 法 (LMC)1966 火 箭 飞 行 测 定 SCO X-1 位 置1970 X 射 线 巡 天 卫 星 Uhuru 上 天• 硬 X 射 线 巡 天 ( 中 国 ):1992 扫 描 调 制 直 接 解 调 成 像 方 法1993 气 球 飞 行 Cyg X-1 成 像提 出 硬 X 望 远 镜 HXMT 建 议2005-2008 卫 星 立 项

EXOSAT-ME 对 银 心 区 的 扫 描 观 测 结 果直 接 解 调 后 的 结 果Lu et al. 1996, Astron. Astrophys. Suppl. 115, 39530

Rosat / PSPC 的 直 接 解 调 成 像1999 年 , 卢 方 军 用 直 接 解 调 方 法 分 析 德 国 X 射 线 卫 星 Rosat 数 据 , 发 现了 超 新 星 遗 迹 SNR G54.1+0.3 的 X 射 线 喷 流31

Credit: F. J. Lu et al., 2002, Astrophysical Journal, 568, L49-L5232

For release: 06/25/02Release #: 02-159Astronomers discover 'bulls-eye' pulsar insupernova remnantUsing two telescopes includingNASA's Chandra X-rayObservatory, astronomers havefound the "bulls-eye" pulsar ina bright ring of high-energyparticles in a distant supernovaremnant.This discovery will help scientists better understand howneutron stars channel enormous amounts of energy intoparticles moving near the speed of light. The Marshall Centermanages the Chandra program.Photo: Chandra image of the distant supernova Remnant SNR G54.1+0.3(Credit: NASA/CXC/UMass/F. Lu et al.)33

“The features Chandra found appear to be due to the energeticflow of radiation and particles from a rapidly spinning neutronstar formed during a supernova event,” said Fangjun Lu of theUniversity of Massachusetts at Amherst who led the X-rayresearch.Lu and colleagues informed Fernando Camilo of ColumbiaUniversity in New York of this detection. Camilo and hiscollaborators then used the powerful Arecibo telescope to lookfor the tell-tale radio pulsations from a neutron star at the centerof the ring. After a search in August 2001 was aborted by radiofrequencyinterference, they observed the source again in April2002 and found a weak, pulsating radio source. Further observationsindicate the pulsar (and hence the supernova remnant) has an age ofapproximately 3000 years. Analysis of 1997 ASCA satellite dataconfirmed that the source is pulsing in X-rays as well.“This discovery is an excellent example of how the superb resolution ofChandra and the improved capabilities of Arecibo worked together toquickly resolve an outstanding scientific question,” said Camilo. “We lookforward to continued substantial progress in understanding theproperties of young neutron stars.”34

直 接 解 调 方 法 的 可 行 性 论 证1、 原 理 可 行 性 (1993 - 2000)2、HXMT 工 程 可 行 性 (2000-2005)36

+ 用 6 个 探 测 器 的 数 据 成 像o 用 12 个 探 测 器 的 数 据 成 像37

HXMT38

四 、 仰 望 星 空39

资 源 一 号 卫 星 对 地 观 测 数 据 处 理原 始 对 地 观 测 图 象直 接 解 调 方 法 处 理 后 的 结 果40

我 仰 望 星 空 ,它 是 那 样 寥 廓 而 深 邃 ;那 无 穷 的 真 理 ,让 我 苦 苦 地 求 索 、 追 随 。《 仰 望 星 空 》温 家 宝我 仰 望 星 空 ,它 是 那 样 庄 严 而 圣 洁 ;那 凛 然 的 正 义 ,让 我 充 满 热 爱 、 感 到 敬 畏 。我 仰 望 星 空 ,它 是 那 样 自 由 而 宁 静 ;那 博 大 的 胸 怀 ,让 我 的 心 灵 栖 息 、 依 偎 。“ 一 个 民 族 有 一 些 关 注 天 空 的 人 , 他 们 才有 希 望 ; 一 个 民 族 只 是 关 心 脚 下 的 事情 , 那 是 没 有 未 来 的 。 我 们 的 民 族 是大 有 希 望 的 民 族 ! 我 希 望 同 学 们 经 常地 仰 望 天 空 , 学 会 做 人 , 学 会 思 考 ,学 会 知 识 和 技 能 , 做 一 个 关 心 世 界 和国 家 命 运 的 人 。” 2007.5.24我 仰 望 星 空 ,它 是 那 样 壮 丽 而 光 辉 ;那 永 恒 的 炽 热 ,让 我 心 中 燃 起 希 望 的 烈 焰 、 响 起 春 雷 。41

谢 谢 !42