原标题：“天宫二号”唯一和老外合作的就是这个！天大的实验！

导读

未来不久将飞向太空的“天宫二号”，被称作一个真正意义上的空间实验室，这一点也不夸张，光它带的载荷，就有50多件，要做的实验应用项目，更是目前载人航天历次任务中最多的一次！

不过这其中有意思的，科学小白们能搞清楚的，也就那么几个，昨天来点科学（ID：zqbscience）已经推送了太空植物的，今天我们天宫二号猛料第二弹要和大家分享的，是这些实验中唯一一个和老外合作的。说起来，天宫二号是毋庸置疑的“中国造”,自己搭的台子愿“屈尊”请老外一起来唱，那这一出戏不得不看！

中国人的台子，拉个老外来唱戏

这个舞台叫天宫二号空间实验室，英文名“TG-2”，咱们中国人自己搭的台子，一个可以在微重力基础物理、微重力流体物理、空间材料科学、空间生命科学、空间天文探测、空间环境监测、对地观测及地球科学研究应用以及应用新技术试验等多个领域唱戏的台子，如今有一出戏，却是同老外一起唱。

这出戏名叫“天极”伽玛暴偏振探测仪，说起来也是好拗口，等我把背景说完，在后面和你们好好说这个我第一次听到也很头疼的家伙（当然我后来才发现原来，哎哟，还不错哦！）它也有一个英文名，叫POLAR，这是用来测量伽玛射线暴（简称伽玛暴）偏振的高灵敏度科学探测仪器。

图片说明：以上就是各种伽玛暴

这个“天宫二号”上唯一的国际合作项目，由中科院高能物理研究所牵头，瑞士日内瓦大学、保罗谢尔研究所和波兰核物理研究所等单位参加研制。中科院空间应用中心（总体部）在天极奔向太空的步伐中，作为领航者，筑路人，为天极载上天宫，完成使命修建了一条天路。

好了，厉害的来了。据说，这个家伙，就是叫“天极”的家伙，其探测效率比国际同类仪器高几十倍，有望揭示伽玛暴本质，为宇宙结构、起源和演化等前沿热点研究开辟新的途径，获得新的发现，将对国际天文学热点之一的宇宙伽玛暴研究和高能天文学产生重大影响！

照出“绿巨人”的最强电磁波

说完了高大上的，咱们从头说起，即“天极”这个很牛的家伙，要探测的伽玛射线，究竟是什么鬼？先说它的属性，即它是谁。伽玛射线与可见光类似，都是电磁波，它就像湖面的水波，震荡着向前传播。

说起电磁波，所有人都“见过”，却未必知道，它按波长从大到小（也就是能量从小到大）排列，分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、伽玛射线等等。伽玛射线就是能量最强的电磁波，它的能量比可见光大几十万倍以上。

图片说明：电磁波能谱示意图

还记得绿巨人吗？对，就是那个绿巨人浩克，它在影片中就是经伽玛射线照射却幸免的。不过，这种现象在科学家看来是不可思议的。正如高放射量的X射线是典型的致命光线一样，伽玛射线暴会杀死每一个正常人。换句话说，现实中受伽玛射线暴是不会变成绿巨人的，如果伽玛射线没有立即将他烧成灰烬，则表现出放射性呕吐，重则会成为一具死尸。

当然，在太空中产生的伽玛射线无法穿透地球大气层，因此无法到达地球的低层大气层，只能在太空中被探测到。

最强电磁波MAX之后，黑洞？喷流？

那么，伽玛射线暴，这个可以简称伽玛暴的东东又是什么，就是伽玛射线大爆发？的确就是这个意思，这是来自宇宙空间的伽玛射线短时间突然增强的现象。它爆发时的亮度极高，其中伽玛射线辐射的亮度比宇宙中其他天体的伽玛射线亮度总和还要大。

图片说明：伽玛射线暴爆发模型：壳层模型

说起来，伽玛暴的发现颇具传奇色彩。美国在1963年发射了探测伽玛光子的Vela系列军事卫星，以监测冷战对手苏联核试验时所产生的伽玛光子。这些卫星却意外地发现了许多既不是来自地球，也不是来自太阳，而是来自宇宙空间的伽玛射线爆发现象。就这样，这些令人“意想不到”的发现打开了伽玛暴研究领域的大门。

图片说明：Vela系列卫星示意图

不过，目前伽玛暴的成因虽然还没有定论，但比较公认的是与宇宙中接近光速的喷流现象有关。一些科学家的观点认为，这种喷流是在大质量恒星死亡的过程中产生的，也有人猜测是两个致密天体如中子星的合并产生的。这两种过程一般都伴随着黑洞的产生。

图片说明：大质量恒星死亡时形成喷流示意图

图片说明：双中子星并合时形成喷流示意图

图片说明：电影《星际穿越》中黑洞模拟效果图

造成恐龙灭绝的罪魁祸首就是它？

伽玛暴爆发时，发射的强烈的伽玛射线，能够杀死一定范围的宇宙生命。当前，我们每天可探测1-2个伽玛暴，也就是被伽玛暴辐射击中1-2次。庆幸的是，目前所观测到的伽玛暴都是发生在银河系之外的。

但是将来，地球周围也可能出现伽玛射线暴。如果地球不幸处于其释放路径上，那么地球上的生命将遭遇灭顶之灾。一些学者认为伽玛暴可能是造成恐龙灭绝的罪魁祸首。从这个角度来看，“天二”上的这个实验，也可以称作是一个“天”大的实验了！

说到这里，研究伽玛暴的意义已经无需赘言。那么科学家具体关注的是什么呢，伽玛暴的偏振，也就是伽玛暴发射的伽玛射线的偏振，据说这一偏振的探测，一直是困扰天文学家的难题。此前，受限于探测技术，科学家只测量到了少数几例伽玛暴瞬时辐射的偏振，且测量误差较大。

等等，科学家为什么关心伽玛暴的偏振？因为，因为就差它没找到了。事实上，宇宙天体产生的伽玛射线携带4方面的信息，分别是射线的到达时间、能量、方向以及偏振。对于前三个，科学家已经找到成熟的方法来探测，但在偏振的探测上却遇到了麻烦，迄今仍没有相关的系统性探测研究。

换句话说，一旦我们在这方面有所突破，那么就将为伽玛暴研究打开一扇新的窗口，有望取得新的进展和发现。事实上，天文学的发展历来是由观测驱动的，理论的突破往往建立在新的观测基础之上。

清华大学教授冯骅曾有一个非常有意思的说法，即望远镜和探测器，是天文学这辆火车的车头。天文学家一方面把望远镜做得更大、更灵敏，让火车跑得更快，同时还在思考如何修建新的铁路、开凿新的隧道，让火车可以领略不同的风景。

伽玛射线偏振探测就是这样一条新铁路，科学家努力了40多年仍未完全成功，但我们已经可以预见在不久的将来，伽玛射线偏振观测将为我们带来一片全新的天空。

学习“千只眼”，早日“捕捉”伽玛

那么这一次中国，天宫二号所搭载的“天极”，能“看”到伽玛射线的偏振吗？要回答这一问题，先说说“天极”长啥样吧。

“天极”由偏振探测器和电控箱两台单机设备组成，前者安在“天宫二号”的舱外，用于伽玛暴的观测，其背对地球指向天空，可以有效地捕捉到伽玛暴爆发过程中产生的伽玛光子，并测量它们的偏振性质。

后者，也就是电控箱，则安装于“天宫二号”的舱内，主要负责为偏振探测器提供低压电源、控制数据传输以及与卫星平台应用系统之间进行通讯等。

这就能“看”到伽玛暴了？当然不是，偷偷告诉你，“天极”还有个名字，叫“偏爱伽玛暴的小蜜蜂”，之所以有个美誉在于，人的眼睛对光的偏振状态是不能分辨的，但某些昆虫的眼睛对偏振却很敏感。比如蜜蜂的复眼。

蜜蜂的每个复眼都有6300个小眼，这些小眼能根据太阳的偏光确定太阳的方位，然后以太阳为定向标来判断方向，所以蜜蜂可以准确无误地把它的同类引到它所找到的花丛。再如在沙漠中，如果不带罗盘，人是会迷路的，但是沙漠中有一种蚂蚁，它能利用天空中的紫外偏振光导航，因而不会迷路。

“天极”就拜蜜蜂为师，采用1600根塑料闪烁棒——一种可以诱导伽玛射线发荧光的材料，组成一个探测器阵列，通过测量每个伽玛射线光子同时作用的多根塑料闪烁棒的位置分布获取偏振信息。

当然，根据科学家的说法，伽玛暴是不可预测、随机发生的天文事件，为了最大限度地捕捉伽玛暴，“天极”将在允许的情况下尽量多地开机运行，犹如辛勤的小蜜蜂，这是它被称作“偏爱伽玛暴的小蜜蜂”的另一个原因。okay，最后来一句祝福，让我们共同期待“小蜜蜂”早日飞向太空，“捕捉”伽玛射线！

致谢：

中科院空间应用工程与技术中心，代表中科院牵头“天宫二号”科学与应用载荷的总体单位。

中国科学院高能物理研究所，“天宫二号”的天极伽玛暴偏振探测仪项目总体牵头单位。

天极伽玛暴偏振探测仪项目团队。

张双南研究员，天极伽玛暴偏振探测仪项目首席科学家。