北京時(shí)間2017年10月16日22點(diǎn)，美國國家科學(xué)基金會(huì)召開新聞發(fā)布會(huì)，宣布激光干涉引力波天文臺(tái)（LIGO）和室女座引力波天文臺(tái)（Virgo）于2017年8月17日首次發(fā)現(xiàn)雙中子星并合引力波事件（編號GW170817），國際引力波電磁對應(yīng)體觀測聯(lián)盟發(fā)現(xiàn)該引力波事件的電磁對應(yīng)體。我國第一顆空間X射線天文衛(wèi)星“慧眼HXMT望遠(yuǎn)鏡”在引力波事件發(fā)生時(shí)成功監(jiān)測了引力波源所在的天區(qū)，對其伽馬射線電磁對應(yīng)體（簡稱引力波閃）在高能區(qū)（MeV，百萬電子伏特）的輻射性質(zhì)給出了嚴(yán)格的限制，為全面理解該引力波事件和引力波閃的物理機(jī)制做出了重要貢獻(xiàn)，相關(guān)探測結(jié)果發(fā)表在報(bào)告此次歷史性發(fā)現(xiàn)的研究論文中。這是人類第一次同時(shí)探測到引力波及其電磁對應(yīng)體，是引力波天文學(xué)的極為重要的里程碑，在天文學(xué)以及物理學(xué)發(fā)展史上具有劃時(shí)代的意義，正式開啟了引力波天文學(xué)時(shí)代。

因?yàn)樵撘Σㄊ录哂袠O為重要的意義，天文學(xué)家使用了大量的地面和空間望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行觀測，形成了一場天文學(xué)歷史上極為罕見的全球規(guī)模的聯(lián)合觀測。然而，引力波事件發(fā)生時(shí)僅有4臺(tái)X射線和伽馬射線望遠(yuǎn)鏡成功監(jiān)測到爆發(fā)天區(qū)，慧眼望遠(yuǎn)鏡便是其中之一。

在這些望遠(yuǎn)鏡中，慧眼在0.2-5 MeV能區(qū)的探測接收面積最大、時(shí)間分辨率最好，因此對引力波閃（即編號為GRB170817A的伽馬射線暴）的百萬電子伏特（MeV）能區(qū)的伽馬射線輻射的探測能力最強(qiáng)。雖然此前人們普遍預(yù)計(jì)像本次事件這樣近距離（40 Mpc，約1.3億光年）的雙中子星并合產(chǎn)生的引力波閃將極為明亮，但本次引力波事件產(chǎn)生的引力波閃出乎意料的暗弱，特別是在MeV能區(qū)的輻射十分微弱，導(dǎo)致沒有望遠(yuǎn)鏡（包括慧眼在內(nèi)）在這個(gè)能區(qū)探測到引力波閃?；垩弁h(yuǎn)鏡憑借強(qiáng)大的探測性能，對該引力波閃在MeV能區(qū)的輻射性質(zhì)給出了嚴(yán)格的上限。

鑒于慧眼觀測限制的重要性，慧眼望遠(yuǎn)鏡不僅以合作組形式加入了報(bào)告本次歷史性發(fā)現(xiàn)的論文，而且在論文的正文部分報(bào)告了觀測結(jié)果。該發(fā)現(xiàn)論文是關(guān)于該引力波事件的同時(shí)發(fā)表的一系列論文中最核心的領(lǐng)頭論文，已于10月16日正式發(fā)表。

除了參與上述歷史性的發(fā)現(xiàn)論文，慧眼望遠(yuǎn)鏡的詳細(xì)分析結(jié)果以獨(dú)立論文的形式已于10月16日同步發(fā)表在《中國科學(xué)：物理學(xué)力學(xué)天文學(xué)》雜志英文版的網(wǎng)頁版。

值得注意的是，慧眼望遠(yuǎn)鏡本來的設(shè)計(jì)目標(biāo)是探測黑洞和中子星等銀河系內(nèi)的X射線天體，研究極端引力場條件下的物理規(guī)律。項(xiàng)目組通過對慧眼望遠(yuǎn)鏡輔助探測器的創(chuàng)新性使用，獲得了額外的探測伽馬暴及引力波電磁對應(yīng)體的能力，使其成為國際上正在運(yùn)行的最重要的伽馬射線暴監(jiān)測設(shè)備之一，大大擴(kuò)展了望遠(yuǎn)鏡的科學(xué)產(chǎn)出。

慧眼望遠(yuǎn)鏡由國家國防科技工業(yè)局和中國科學(xué)院聯(lián)合資助建造，于2017年6月15日從酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，開始為期5個(gè)月的試運(yùn)行。中科院高能物理研究所（粒子天體物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）負(fù)責(zé)望遠(yuǎn)鏡觀測運(yùn)行以及數(shù)據(jù)處理。參與本次引力波事件觀測時(shí)，慧眼望遠(yuǎn)鏡剛剛試運(yùn)行2個(gè)月。試運(yùn)行結(jié)束后慧眼望遠(yuǎn)鏡將開始正式的科學(xué)觀測，同時(shí)繼續(xù)監(jiān)測研究引力波閃?；垩弁h(yuǎn)鏡的科學(xué)運(yùn)行以及引力波電磁對應(yīng)體的探測研究分別獲得了科技部大科學(xué)裝置前沿研究重點(diǎn)專項(xiàng)以及中國科學(xué)院戰(zhàn)略性科技先導(dǎo)專項(xiàng)的支持。

在LIGO合作組2016年宣布探測到引力波之后，發(fā)現(xiàn)引力波事件的電磁對應(yīng)體便成為最重要的天體物理問題之一。在慧眼望遠(yuǎn)鏡的技術(shù)基礎(chǔ)之上，中國科學(xué)院高能物理研究所提出了專門探測引力波閃的引力波高能電磁對應(yīng)體全天監(jiān)測器項(xiàng)目（GECAM），并將其命名為“閃電”?！伴W電”采用針對性優(yōu)化設(shè)計(jì)，不僅能夠同時(shí)監(jiān)測全天隨機(jī)爆發(fā)的引力波閃，而且具有更低的探測閾值、更高的監(jiān)測靈敏度以及更好的定位能力，對引力波閃的綜合探測性能遠(yuǎn)超現(xiàn)有望遠(yuǎn)鏡。在中國科學(xué)院前沿科學(xué)重點(diǎn)研究計(jì)劃的支持下，“閃電”項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)以及方案設(shè)計(jì)的大部分工作已經(jīng)完成。如果立即立項(xiàng)，可以在2020年前發(fā)射升空，從而趕上與最佳靈敏度的LIGO和Virgo等引力波探測器進(jìn)行聯(lián)合觀測，獲得最大的科學(xué)產(chǎn)出，使我國在引力波電磁對應(yīng)體的探測研究上達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

（看看新聞Knews記者：湯銘 實(shí)習(xí)編輯：陳冬）