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分辨率突破衍射极限:借助干涉合成孔径技术,“千里眼”实现了0.001角秒的理论分辨率。这一精度足以从地球上看清月球表面一枚硬币的纹理。
在实际应用中,它能够清晰分辨出距离我们4万光年的银河系中心黑洞Sgr A*周围吸积盘的精细结构,甚至追踪单颗恒星围绕黑洞运行的轨迹,为验证广义相对论提供最精确的数据支持。
多波段同步观测能力:与韦伯主要聚焦中红外不同,“千里眼”具备从紫外(0.1μm)到亚毫米波(1mm)的全波段覆盖能力。配合可更换探测舱,它可以同时获取同一目标的多色图像,极大提升了对复杂天体现象的理解效率。
例如,在观测伽马暴余晖时,可同步记录X射线衰减曲线与光学跃迁过程,揭示极端物理条件下的能量释放机制。
超高灵敏度与动态范围:其探测器噪声水平低至每像素每秒0.01电子,动态范围超过1012,既能看清极度昏暗的遥远星系,也能安全观测明亮类星体而不致饱和。
这一特性使其成为搜寻地外文明信号的理想平台——即使是非常微弱的人工窄带电磁辐射,也难逃它的侦测。
“千里眼”的首要科学使命,是绘制一幅完整的宇宙演化时间轴。借助其强大的红外观测能力,它可以穿透星际尘埃,深入观察恒星诞生的摇篮——巨分子云内部。
在过去,像猎户座大星云这样的区域只能看到表面轮廓;而“千里眼”则能透视其内部数以千计的原恒星胚胎,实时监测它们的质量增长、喷流活动与双星形成过程。
通过对数十个类似星云的普查,科学家有望建立首个“恒星生命周期数据库”,回答诸如“为何有些云团只产生小质量恒星?”、“大质量恒星如何影响星系化学演化?”等根本问题。
更进一步,“千里眼”还将回溯至宇宙早期,捕捉红移z>10的原始星系。这些星系诞生于宇宙年龄不足8亿年之时,形态极不规则,富含气体且剧烈恒星形成。
通过分析它们的金属丰度、旋转速度与合并频率,“千里眼”将帮助人类验证当前主流的ΛCDM宇宙模型是否适用于极端早期环境。
如果说普通星体是宇宙的“居民”,那么黑洞与中子星便是它的“奇点”。这些密度极高、引力极强的天体,是检验物理学极限的天然实验室。
“千里眼”配备专用高能探测舱,可精确定位黑洞双星系统的X射线爆发事件,并结合光学波段数据重建吸积盘温度分布。
对于超大质量黑洞,它不仅能拍摄事件视界阴影的高清影像(分辨率比EHT高百倍),还能探测到环绕其旋转的热等离子体发出的铁Kα线展宽效应,从而精确测量黑洞自转速度。
而在中子星研究方面,“千里眼”将重点观测毫秒脉冲星与磁星。前者可用于构建“脉冲星计时阵列”,作为探测纳赫兹引力波的天然探测器;
后者则因其超强磁场(可达101?高斯)而表现出剧烈的软伽马重复暴。通过捕捉这些瞬态现象,“千里眼”或将揭示量子电动力学在极端场强下的新行为模式。
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