天宮二號伽馬暴偏振探測儀實現伽馬暴偏振高精度測量

　　【儀表儀表網 儀表產業】中國空間實驗室天宮二號上搭載的伽馬暴偏振探測儀(簡稱POLAR)實驗項目日前完成了高精度伽馬暴射線暴瞬時輻射的偏振探測，實現了預定的科學目標。相關成果于2019年1月14日在線發表在重要學術期刊《自然·天文學》(Nature·Astronomy)上。
 

 

　　天宮二號于2016年9月15日成功發射。在軌運行期間，POLAR性能良好，標定準確，完成了全部在軌觀測任務，共計探測到55個伽馬暴，并對其中5個伽馬暴進行了高精度的偏振測量。這是目前為止上大的高精度伽馬暴偏振測量樣本，發現伽馬暴在爆發期間的平均偏振度較低，約為10%，并且發現伽馬暴在單個脈沖內偏振角的演化現象。這些新的觀測結果表明，產生伽馬射線的相對論噴流內部的演化可能導致了偏振角的快速變化，使得觀測到的伽馬射線暴的平均偏振度較低。
 

　　伽馬射線暴(簡稱伽馬暴)是來自宇宙空間的伽馬射線短時間突然增強的現象。它爆發時的亮度極高，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人類所能探測到的宇宙中強烈的爆發現象。從伽馬暴現象的發現至今已長達半個世紀，但對其爆發本質的研究目前還沒有一個定論。對于伽馬暴的爆發機制，科學家提出了多種理論模型。不同理論模型對于伽馬暴爆發期間產生的伽馬射線的偏振狀態的預測不同。因此，采用測量偏振的方法，可以對伽馬暴的爆發機制進行研究，并且理解產生伽馬射線的相對論噴流(宇宙中速度快的宏觀物體、速度極為接近真空中的光速)的結構以及其磁場的構型。在POLAR實驗項目之前已經有過其他衛星嘗試測量伽馬暴偏振，但大部分都因為探測儀器自身的系統誤差大而無法給出可靠的偏振測量結果，而少數系統誤差較小的實驗的靈敏度又比較差，也沒有給出具有統計意義的高精度伽馬暴偏振測量結果。
 

　　POLAR實驗項目是世界上首臺大面積、大視場、高精度的伽馬暴偏振探測儀，由中科院高能所、瑞士日內瓦大學、瑞士保羅謝爾研究所以及波蘭國家核研究中心等單位歷經十年合作研制完成。高能所為POLAR實驗項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與應用總體部的領導下，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項目組攜手歐洲科學家經過一系列攻關，突破了對伽馬暴偏振高靈敏度、低系統誤差測量等一系列關鍵的空間高能輻射探測技術，實現了對伽馬射線暴偏振的高精度探測。
 

　　接下來，高能所POLAR項目組還將繼續開展POLAR的在軌數據分析工作，希望獲得更多的科學研究成果。同時，根據POLAR的科學發現也提出了新的重要科學問題。瑞士、德國以及波蘭等國家的科學家攜手中方科學家(中科院高能所為中方牽頭單位)一起組成了擴大的POLAR合作團隊，共同申請在中國空間站開展后續科學實驗項目伽馬暴偏振探測儀二號(簡稱POLAR-2)，科學能力將有大幅度提高，有望解決根據POLAR的科學發現所提出的新的科學問題，期待終揭開伽馬暴瞬時輻射物理機制的神秘面紗。
 

　　(原文標題：天宮二號伽馬暴偏振探測儀實現伽馬暴偏振高精度測量)