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一台在轨近22年、记录了近2000次黑洞诞生的望远镜,最晚到今年12月就会坠入大

一台在轨近22年、记录了近2000次黑洞诞生的望远镜,最晚到今年12月就会坠入大气层烧毁。

它叫尼尔·格雷尔斯雨燕天文台(Neil Gehrels Swift Observatory),天文学家一般只叫它雨燕。2004年11月升空以来,它一直在地球上空盯着天空,专门捕捉一种叫伽马射线暴的东西。

伽马射线暴是遥远宇宙里最猛烈的爆炸。比如一颗大质量恒星死亡、核心坍缩成黑洞的那一刻,会沿着两个方向喷出极高能量的光束。天文学家把这类爆发看作黑洞的出生通告。它有多猛?短短几秒钟里释放的能量,相当于太阳在整个120亿年寿命里发出的总和,隔着大半个可观测宇宙都能探测到。

麻烦在于,这种闪光短则几毫秒,长也不过几分钟。等你反应过来,它已经没了。看到它已经够难,要在天上定位它,更难。

人类第一次撞见伽马射线暴,纯属意外。上世纪60年代末,美苏签了条约,约定不在太空试验核武器,但两边谁也不信谁。美国发射了一批名叫维拉的卫星,专门监视核爆炸放出的伽马射线,顺便估算爆炸位置。卫星确实抓到了不少闪光,却没有一次来自核弹。它们全部来自深空,具体位置无法确定。

这个谜一悬就是30年。直到1997年,荷兰和意大利合作的天文卫星BeppoSAX第一次把一次伽马射线暴锁定在天空中一小块区域里,地面望远镜跟进观测,在那里看到一团正在变暗的余辉,终于把位置钉死。结果出人意料:这次爆发正好落在一个遥远星系上。隔这么远还能看见,说明这些爆炸的亮度远远超过此前见过的任何东西。黑洞很快成了头号嫌疑人。

但它们多久发生一次、大多离我们多远,当时这些最基本的问题都没答案。要回答,得有一台卫星能先发现爆发,再迅速转身对准它、算出精确坐标,并且立刻把坐标发给地面上的一整套望远镜网络去接力观测。

这就是雨燕。它是美国天文学家尼尔·格雷尔斯的构想。它的大视场探测器一次能监视大约1/6的天空,一旦捕捉到爆发,整台卫星在几十秒内掉头,让船上另外两台望远镜对准余辉,定出精确位置。然后几秒之内,坐标就发回地球,分发给全世界的望远镜,让它们放下手头的活,赶在余辉暗到看不见之前抓住它。

NASA的航天器名字通常是一串缩写,雨燕是个例外。这个名字来自雨燕这种鸟,它在飞行中捕食昆虫,能急速变向,叼住最难抓的猎物。

升空不到一个月,雨燕就抓到了第一次伽马射线暴。进入常规运行后,它平均每周都能逮到好几次。二十多年下来,它积累了近2000次伽马射线暴的记录,这门学科的大部分基础知识,都是在这份清单上建立起来的。

要了它命的,是太阳。

雨燕最初在大约600千米高的轨道上运行。那里并非真空,还残留着极其稀薄的大气分子,卫星每撞上一次,就损失一点速度,轨道就往下掉一点。这股阻力很微弱,但日积月累。而最近几年,太阳进入活跃期,接连爆发出异常强烈的磁暴。地球上的人看到了壮观的极光,地球的大气层却被这些爆发加热、膨胀,雨燕所在高度的空气密度随之升高。阻力变大,轨道下降的速度远超预期。到2025年,情况已经很清楚:不出手,这台卫星就没了。

NASA出资,Katalyst Space Technologies公司赶工造了一艘名叫林克(LINK)的救援飞船,计划与雨燕会合,把它推回更高的轨道。2026年7月3日,林克发射升空。可惜飞船的姿态失去了控制,无法与雨燕对接。8月19日,NASA宣布放弃救援。雨燕的结局就此定了。

它烧毁之后,天空会留下一个缺口。目前在轨的X射线和伽马射线望远镜还有几台,但没有哪一台像雨燕这样,把大视场监视、快速转向和精确定位三样本事装在同一台机器里。中法合作的SVOM卫星和计划中的紫外探测器UVEX,能接替它的部分工作,接不了全部。

不过,雨燕的团队还没停手。现任首席研究员布拉德·森科和紫外/光学望远镜的仪器负责人迈克尔·西格尔说,即便轨道正在衰减,团队仍在尽力维持观测,把能挤出来的数据,在越来越窄的时间窗口里再多挤出一点。

格雷尔斯本人没能看到这一天。他2017年去世,比他的卫星早走了9年。

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图为艺术家绘制的NASA尼尔·格雷尔斯雨燕天文台在地球轨道上运行的概念图。图源:NASA戈达德航天中心概念图像实验室

信源:Plait, Phil. "Why the Swift Telescope Was so Special." Scientific American, edited by Clara Moskowitz, 11 Sept. 2026