中國科學家嘗試到月球背面探索宇宙“黎明時代”
新華社北京5月22日電（記者喻菲）在宇宙大爆炸後的幾千萬年到一兩億年間，宇宙如何擺脫黑暗，點亮第一代恒星從而迎來“第一縷曙光”？中國科學家將嘗試到月球的背面去尋找答案。
5月21日清晨，中國從西昌衛星發射中心用長征四號丙運載火箭發射了名為“鵲橋”的嫦娥四號中繼星，同時升空的還包括兩顆超長波天文觀測微衛星：龍江一號和龍江二號，它們將組成編隊環繞月球飛行，為探索宇宙的“黎明時代”奠定基礎。
中國科學院國家天文臺宇宙暗物質暗能量團組首席研究員、星系宇宙學部副主任陳學雷介紹，宇宙大爆炸結束後進入“黑暗時代”，在萬有引力作用下原初擾動逐漸增長形成第一代恒星和星系，宇宙進入“黎明時代”。
陳學雷說，宇宙的“黎明時代”是科學界一個新的研究熱點。宇宙的“黎明”具體是什麼時候到來的？宇宙怎樣迎來“曙光”？宇宙裏的第一代恒星有多大？……很多問題科學家至今都還只有猜測，需要通過天文觀測來幫助解答。
“宇宙‘黎明時代’的中性氫可能產生波長為21釐米的吸收譜線，這就好比是黎明的朝霞，我們就是要通過超長波射電觀測去尋找‘宇宙黎明’的這個特徵。”陳學雷說。
雖然美國、澳大利亞、印度等國的科學家在地面上開展了很多針對宇宙“黎明時代”的天文觀測，但是都還沒有得到確切的實驗結果，而有的探測結果存在很大爭議。
陳學雷說，地球大氣的電離層以及地球上產生的人工電磁干擾對探測有很大影響，所以這一觀測最好到太空去開展。
據介紹，射電觀測（接收遙遠天體發出的射電輻射）是研究天體（包括太陽、行星及太陽系外天體）的重要手段之一，但由於這些天體距離遙遠，電磁信號十分微弱，在地球上，日常生產生活的電磁環境會對射電天文觀測產生顯著干擾。因此天文學家一直希望找到一片完全寧靜的地區，監聽來自宇宙深處的微弱電磁信號。
對天文學家來說，月球背面是一片難得的寧靜之地。月球遮罩了來自地球的各種無線電干擾信號，因而可以監測到在地面和地球附近的太空無法分辨的電磁信號，將為研究恒星起源和星雲演化提供重要資料，有望幫助科學家窺視宇宙“黑暗時代”和“黎明時代”的資訊。
美國在上世紀70年代發射過兩顆觀測超長波段的衛星，但由於當時的技術所限，並未獲得良好的觀測結果。“在這個波段上我們至今連一張好的天圖都還沒有。”陳學雷說。
包括陳學雷在內的中國與荷蘭科學家提出一項新的太空探測計劃，發射一顆主星以及若干顆小衛星環繞月球飛行，當衛星繞到月球背面的時候，就可以把地球的干擾擋住，開展觀測，而衛星繞到月球正面時，就把數據傳送回地球。
與嫦娥四號中繼星“鵲橋”一同發射的龍江一號與龍江二號微衛星就是為這一計劃開展技術驗證的。這兩顆微衛星由哈爾濱工業大學與中科院國家空間科學中心聯合研製，陳學雷率領的科學團隊負責數據分析。
“探索‘宇宙黎明’是長遠的目標，龍江一號、龍江二號還只是一個初步的實驗，儀器自身的電磁干擾較大，觀測時間也非常短，還具有局限性，但是它們可以為我們今後的探測計劃奠定基礎。”陳學雷說。
他介紹，中國科學家已經開展了超長波天文觀測陣列背景型號的研製，對一些關鍵技術開展攻關。
據了解，嫦娥四號中繼星上還搭載了荷蘭研製的低頻射電探測儀，而嫦娥四號著陸器上也將攜帶低頻射電探測儀。它們將一同“聆聽”來自宇宙更深處的“聲音”。
