「硬 X 射線調製望遠鏡」是如何達到世界最高靈敏度和最好空間解析度的？

硬X射線調製望遠鏡（Hard X-ray Modulation Telescope）是一台已知計劃中世界最高靈敏度和最好空間分辨本領的空間硬X射線望遠鏡

2017年6月15日11:00，升空。

這兩個「最」應該是當時說的，現在來看，肯定不能這麼說，但這也不意味著硬X射線調製望遠鏡（ HXMT）衛星就沒有優勢了。

項目的首席科學家，中科院高能物理研究所張雙南研究員 @張雙南 指出，雖然不能說它比其它望遠鏡好，但是，在某些方面我們有自己的特色，在這些方面我們能夠做得好一些。

這些優勢總得說就是「覆蓋面積廣、幾何面積大、望遠鏡視場寬」。

首先， 這個X射線的儀器覆蓋的範圍是比較廣的，覆蓋從1個kev到300個kev左右，有基本上300倍的能量覆蓋的範圍，如果再加上對伽馬射線暴的探測能力，到3000個kev，覆蓋的範圍就有3000倍，很少有這樣一個衛星能有這樣寬的光子覆蓋範圍。

另外，就是涉及到的儀器，我們儀器的幾何面積是比較大的。比如，高能段儀器的幾何面積達到了5000平方厘米，這是在這個能量段最大的面積。

此外，望遠鏡的視場是比較寬的，它適合做一些天體物理的研究。比如，我們將會對中子星和黑洞進行非常高統計量、高波段的研究，這是以前的天文望遠鏡或者X射線望遠鏡比較難做到的。由於視場相對比較寬，面積又比較大，這樣我們對於銀河系內的一些比較弱的源變化就會比較敏感，所以我們會對銀河系進行巡天的工作，來搜尋銀河系內有多少像這樣的比較暗弱、隨時間變化的天體，這對我們理解銀河系內的中子星和黑洞都是非常重要的。

所以我們的科學觀測也是圍繞著這些優勢進行。

#視頻由高能物理研究所和我們聯合製作。感謝高能物理研究所，感謝張雙南老師、盧方軍老師、宋黎明老師、熊少林老師、張帆老師、劉紅薇老師等各位老師的辛苦工作，比心#

HXMT衛星的觀測主要有三種模式：掃描巡天模式、定點觀測的模式和伽馬射線暴監測模式。

首先，掃描巡天模式。我們預測銀河系裡有很多中子星和黑洞，但是它們在哪裡，都是什麼樣子的，很多都還沒有發現，所以這個衛星會對銀河系進行掃描和巡天的工作；

其次，定向觀測模式。我們已經知道了一些天體源，或者通過巡天發現的天體源，我們會用望遠鏡指向它，這就叫做定向觀測；

最後，伽馬射線暴監測模式。這相當於守株待兔的模式，如果有一些非常強烈的伽馬射線暴被發現，儀器就會監測到這個高流量的信號到達，我們會來提供一個警報來進行後續的觀測等等。

對於這三種模式，可以舉一個形象的例子。

就像有一個男生，在天安門廣場發現有美女，他就很仔細地在茫茫人海當中想找到一個美女，找到之後，他會仔細地盯著這個美女去欣賞，這相當於我們的第二種模式，定向觀測。然後還有可能某個地方出現了某個女神、某個電影明星，她引起了轟動，他立刻轉過去盯著這個女神看，所以這樣有一點像這三種過程，掃描以及定向和監測的過程。

觀測後，HXMT衛星主要在四個方面有可能取得比較大的進展：

第一，預計會發現一批新的天體源，主要是中子星和黑洞為主的新的高能天體；

第二，對一批比較亮的中子星和黑洞進行定點觀測；

第三，我們有可能會對中子星和黑洞的基本的性質，比如中子星的磁場和中子星的質量、黑洞的質量和黑洞的自轉等做出新的測量，也可以了解它們為什麼會有各種各樣的活動性；

第四，對宇宙進行「監視」，我們預期每年能發現幾十個到幾百個伽馬射線暴，當然如果有些伽馬射線暴將來能和引力波事件建立關係，將會成為比較重要的進展。

此前中國沒有真正做過空間天文望遠鏡，對如何推動項目發展，經驗不足，而且在很長時間裡，也面臨著經費不足的狀況。在人才隊伍方面，研究空間、天文儀器的隊伍小，不適應這麼大的衛星研製，而且這個衛星的設計思路非常創新，用了很多新的空間儀器的技術，我們需要自己研發，之後按照航天要求把它研製出來，這個過程非常複雜。

整個項目歷時20餘年，箇中滋味，更是科研團隊才能體會。希望HXMT升空後，能夠成為我們進入空間開展基礎研究的窗口。