宇宙嬰兒時期的模樣是什么樣的？恒星如何塌縮形成黑洞或中子星？科學家最新的發現離這些謎題的答案更近一步。

4月24日，“中國航天日”主場活動在上海舉行，中法聯合研制的中法天文衛星（下稱“SVOM”）正式發布首批科學成果。在這些成果中，最引人注目的是一例來自130億年前的伽馬暴（GRB250314A），紅移高達7.3，來自宇宙誕生僅7.3億年的極早期。

“這些發現不僅驗證了衛星的卓越性能，更重要的是為研究宇宙早期恒星形成、黑洞誕生、致密天體并合等前沿課題提供了全新視角。特別是紅移7.3的伽馬暴，就像一扇時空之窗，讓我們得以窺見宇宙嬰兒時期的模樣。”SVOM中方首席科學家、中國科學院國家天文臺研究員魏建彥對第一財經解釋，宇宙的誕生通常認為是137億~138億年前，所以宇宙爆發以后的7.3億年左右的嬰兒時期（130億年前），宇宙誕生的第一代恒星有一次死亡的過程。

“這次發現的伽馬暴其光線在宇宙中傳播了約130億年才被SVOM捕獲，這一發現打破了保持近12年的國際紀錄。”魏建彥說。

而探究這些伽馬射線暴和實際生活有何關聯？魏建彥對記者舉例，大家都知道元素周期表，地球上的各種元素是從哪兒來的，大家戴的金銀、鉆石首飾從哪來，為什么稀土元素中國的優勢明顯……這些都需要天文學支撐。“天文學家有個分配表，地球的元素有多少，大致來自哪些天文現象，這些問題都有初步的概念了。這在以前是難以想象的。”

從恒星死亡到元素周期表

SVOM的主要研究對象是來自宇宙深處的伽馬射線爆發，即伽馬射線暴（下稱“伽馬暴”），伽馬暴是迄今已知的在宇宙大爆炸后最猛烈的天文現象，首次發現于20世紀60年代。伽馬暴短至幾毫秒，長達數千秒，短時間釋放的能量超過太陽在其一生輻射能量的總和。伽馬暴的觀測研究是天文前沿領域，伽馬暴是如何產生的？為何能釋放如此多的能量？至今仍是個謎。

美國雨燕（SWIFT）衛星于2004年發射后，揭開了宇宙伽馬暴探測的新時代，同時也留下了諸多未解之謎。近年來，伽馬暴探測不斷取得重大突破——2017年8月17日，在一個由兩顆中子星合并爆炸產生的伽馬暴之前觀測到伴隨產生的引力波，這是人類首次在電磁波和引力波窗口同時觀測宇宙天體，開啟了多信使天文學的新時代。2022年10月9日，一個史上最亮伽馬暴被觀測到，它比以往觀測到的人類看到的任何伽馬暴，還要亮50倍。

于2024年6月22號由長征二號丙（CZ-2C）運載火箭在我國西昌衛星發射中心成功發射的SVOM，是繼美國SWIFT任務之后最重要的伽馬暴多波段探測項目。在軌飛行10個月來，SVOM已順利完成了衛星平臺、科學儀器的在軌測試任務。迄今已探測到了超過100例伽馬暴，發現了多例特殊類型伽馬暴，創下了短時標伽馬暴的最遠觀測紀錄。通過星地聯合觀測，有22例伽馬暴成功獲取了光譜紅移。

何謂紅移，魏建彥舉例，就像多普勒效應，“大家在高中物理課中知道，火車如果迎著你來，鳴笛聲就會變尖，一旦它離開，聲音又會變長，宇宙也同理，它離得越遠，相互離開的速度越快，連光都會變更紅”。

不過，伽馬暴觀測就像一場接力賽，需要全球空間、地面觀測設備的參與，環環相扣，鏈路中的任何一個節點造成了信息延遲，后續的觀測設備很難發揮作用。

SVOM總指揮、中國科學院微小衛星創新研究院副院長張永合參與了整個天地聯合系統全階段的研發，持續近20年，他表示：“我們的目標不僅僅是研制一顆高性能伽馬暴觀測衛星，而是構建一套復雜、快速而便捷的伽馬暴觀測系統，讓科學家在喝一杯咖啡的工夫，就能向SVOM傳送一次觀測指令，獲得觀測結果，這樣才能不錯失任何一個可能蘊含科學發現的機會。”

張永合說：“伽馬暴就像是宇宙里釋放的一處煙花。恒星它在死亡的時候或者轉化為黑洞的時候，能夠釋放出巨大的能量。”

由于SVOM搭載了中方的伽馬射線監視器（GRM）、光學望遠鏡（VT）和法方的硬X射線相機（Eclairs）、軟X射線望遠鏡（MXT），具備大視場伽馬暴探測和高精度X射線、可見光后隨觀測能力。衛星系統在軌運行10個月來表現優異，展現出多波段覆蓋、自主快速響應、精準高穩觀測、全球天地協同四大核心能力。

魏建彥解釋，SVOM可獲得伽馬暴從伽馬射線到X射線、可見光及近紅外的寬波段信號。觀測系統不僅包含星載科學載荷的多波段探測能力，還包含地面寬視場相機陣列、快速跟蹤望遠鏡等觀測設備的多波段協同和后隨觀測能力，因此，中法天文衛星觀測系統是迄今為止全球對伽馬暴開展多波段綜合觀測能力最強的衛星系統。

而且，SVOM衛星系統能通過法國的甚高頻網絡（VHF）和中國的北斗短報文系統實現伽馬暴警報近實時下傳，快速觸發全球地面望遠鏡及空間其他天文觀測設備，還可以通過北斗短報文系統快速跟隨其他重要天文事件的觀測，任務響應延遲在10分鐘左右。

中法20年研發合作

中法天文衛星項目是中法兩國政府間重要航天合作項目，由中國國家航天局和法國國家空間研究中心聯合立項，中國科學院與法國國家空間研究中心聯合開展工程實施。項目自2005年啟動論證，2024年成功發射，歷經20年研發歷程。

在2005年啟動論證后，2006年10月，中法兩國簽署了《中國國家航天局與法國國家空間研究中心關于合作實施中法天文衛星的諒解備忘錄》，確定了中法天文衛星任務的科學目標、研究內容、合作方式、雙方的權利和義務、時間進度等。

2014年，兩國又完成了新一輪諒解備忘錄修訂、簽署，明確了后續研制進度。之后，項目進入工程研制階段，2024年1月完成衛星出廠，2024年6月完成衛星發射與天地聯合觀測系統運行。2024年9月、2025年1月中法雙方分別在圖盧茲、北京召開衛星在軌測試評估與在軌驗證評審。

中法天文衛星在中法建交60周年成功發射，是中法兩國在歷史長河中，再次攜手向太空中放飛探索宇宙奧秘的科技“風箏”，對宇宙中能量最強的伽馬射線暴進行探測并精確定位，引導全球觀測設備開展后隨觀測，也是對人類探索浩瀚宇宙的貢獻。

在衛星工程實施方面，采用了歐洲航天工程中常用的階段劃分、文檔體系、風險控制、人員分工等管理模式。中國科學院微小衛星創新研究院負責抓總系統設計與衛星系統研制，高能物理研究所、西安光學精密機械研究所負責中方科學載荷研制，國家空間科學中心負責總體技術支撐和中方地面支撐系統的建設，國家天文臺負責中方科學應用系統研制建設。法方地面支撐系統和科學應用系統由法國國家空間研究中心負責建設和運行。

就在中國航天日前一天的4月23日，中法天文衛星交付使用儀式在上海張江舉行，中國科學院微小衛星創新研究院將中法天文衛星正式交付給中國科學院國家天文臺投入使用。

根據計劃，SVOM預計將在軌工作至少3年，繼續搜尋宇宙中的高能爆發現象。雖然預期是3~5年，但是衛星可能運行更長時間。

魏建彥也表示，就和人一樣，活得越長經驗越多見識也更廣，希望衛星能正常工作10～20年。

“我們期待能夠揭示第一代恒星的形成與死亡過程，研究黑洞誕生機制，發現引力波事件的電磁對應體，完善宇宙早期演化理論。”SVOM法方首席科學家貝特朗·科爾迪耶說。

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