●记者 杨帆

图片分别为：

①“天格计划”举办的夏令营。②天格02卫星载荷发表的第一个伽马暴GRB 210121A。③清华天格团队2024年的部分核心成员。④搭载天格05B卫星载荷的火箭于太原卫星发射中心发射。⑤清华天格团队与“天格计划”合作组成员高校团队学生交流。

太阳每秒释放的能量足以点燃人类文明数十万年的星火，而宇宙中最剧烈的暴发现象之一伽马射线暴（以下简称“伽马暴”）却能在短短几秒内释放出太阳毕生的能量总和。

　　日前，清华大学“天格计划”天格05B卫星载荷（以下简称“GRID-05B”）在无垠的星海中成功捕捉到代号为GRB 230812B的伽马暴，并将这场转瞬即逝的绚烂“烟花”定格为叩问宇宙起源的又一块科学密钥。
　　这是迄今为止国内外近万个伽马暴事例中，第三明亮的伽马暴，是罕见的持续时间异常短却与超新星成协的特殊伽马暴，也是首个以“天格计划”数据为主导完成科学分析的伽马暴。相关论文于2月17日在线发表在国际知名期刊《天体物理学报》（Astrophysical Journal）上，为人类探索了解宇宙中伽马暴的多样性提供了全新视角。

跨越宇宙只为一瞬的遇见

　　“观测伽马暴就像在捕捉闪电，它不仅持续时间短，还具有很大的随机性，不知道它什么时候发生，也不能预测它从哪儿来。”曾带领清华天格团队完成GRID-05B研制工作的工物系2021级博士生潘晓凡介绍道。
　　“天格计划”由清华大学发起，是一个以本科生团队为主体的空间科学项目，也是一个理工学科交叉的基础科学人才培养项目，以寻找与引力波、快速射电暴成协的伽马暴为主要科学目标，由工物系教授曾鸣等多位教师指导。　　2023年8月12日，一场转瞬即逝的宇宙绚烂“烟花”撕裂沉寂的夜幕，恰好被刚发射升空不过半年时间的GRID-05B卫星载荷所捕获，这就是代号为GRB 230812B的伽马暴事例。
　　起初，清华天格团队并没有发现此次伽马暴有什么特殊之处，虽然它的持续时间仅有3秒，位于长暴与短暴两类暴发中间，但并没有直接的证据确定它的具体起源。在天文观测的过程中常常会遇见各种各样的“假信号”，但清华天格团队成员、天文系2022级博士生王晨宇却始终把做科学分析的严谨精神摆在第一位。
　　早在GRID-05B卫星载荷发射升空之前，他就已经开始着手对伽马暴观测数据进行科学分析，在团队此前处理数据常规流程的基础上，他进一步补充和完善了从以TB（2⁴⁰）为单位的海量观测数据中搜索暴发和处理数据的流水线程序。
　　王晨宇表示：“每一个观测到的伽马暴事例都很珍贵，我们不能轻易地作出判断，必须结合其它卫星数据综合分析，才能得出最终的结果。”后来团队参考了国内外天文望远镜的后随观测数据，结果均表明该伽马暴与一颗超新星的坍缩密切相关，这对传统观点认为的“短伽马暴仅起源于致密天体的并合”提出了挑战，也让王晨宇意识到，这是一次罕见且有趣的伽马暴事例。

“小卫星”也能做“大科学”

　　由于此次伽马暴的亮度极高，是自1973年人类首次公布发现伽马暴以来，国内外所有观测事例中第三明亮的暴发，导致许多其它大型天文望远镜的观测数据因超过测量范围而饱和，无法进一步开展科学分析。
　　潘晓凡说：“探测器饱和类似于照相机的‘过曝’，虽然这次伽马暴亮度很高，但恰恰因为天格紧凑型探测器的设计与伽马暴明亮的物理特征契合，才能得到完整的、不饱和的数据。”得益于合适的观测角度与有效面积，“天格计划”GRID-05B卫星载荷是唯一观测到该暴发完整未饱和观测数据的伽马暴探测器。
　　拿到可靠的数据后，为了更快地确认伽马暴的物理特性，王晨宇和来自“天格计划”合作组成员，南京大学张彬彬老师指导的天格团队合作，采用了先进的时间依赖的同步辐射模型，对伽马暴观测数据进行拟合。结果进一步证明了，在光谱滞后、硬到软的演变等方面均具备大质量恒星坍缩型（Ⅱ型）伽马暴的特征，为更深入了解这一宇宙中最剧烈天文现象背后的物理过程提供了重要依据。GRB 230812B成为首个以“天格计划”数据为主导，完成科学分析的伽马暴事例。

星辰大海，我们用脚步丈量

　　2016年10月，一群平均年龄不足22岁的本科生，为了一个共同的目标“发射能监测伽马暴的微纳卫星”，成立了清华大学“天格计划”学生团队；2018年10月，“天格计划”首个实验卫星载荷（GRID-01）顺利发射入轨并完成测试，率先实现由微纳卫星搭载的紧凑型空间伽马探测器；2021年1月，天格02星（GRID-02）成功探测到首个伽马暴事例；2023年1月，由清华大学发起“天格计划”合作组，4所高校的4颗卫星载荷共同发射；2024年10月，天格10B星于西昌卫星发射中心发射成功，首次实现24小时全天候观测……
　　一颗天格卫星载荷的质量仅有780克，功耗仅有2瓦多，但通过一代代核心成员的努力，它依然具备完备功能、支持24小时监测，并产生良好的科学观测结果。
　　“这群学生用实际行动证明了立方星虽然小，但它不是一个‘玩具’，一样可以用来做有价值、有意义的科学研究。”谈及近年来清华天格团队规模的变化，曾鸣表示，“迄今为止天格发射的所有卫星载荷，都是每一代核心成员亲手做的，未必要天分过人，在科学+工程的团队协作中学习，只要你有兴趣，天格就愿意为你提供成长的机会和土壤。”

科学+工程
“真刀真枪”练人才

　　自成立以来，清华历届天格学生团队包括工物系、物理系、计算机系等7个院系的200余名本科生，耗费8年时间，累计成功发射12颗卫星载荷。从GRID-01到GRID-13B，随着天格卫星的轨道一步步连成“星座”，“追光少年”的队伍日益壮大，人才培养模式也在不断创新。
　　自2020年起，每年夏天“天格计划”都会面向合作组高校的同学举办夏令营，邀请来自不同高校的天格导师和团队的核心成员授课，激发更多对此感兴趣的同学参与进来。
　　除此之外，为了打造出一支实力过硬的“后备军”，清华天格团队每学期都会隔周举行1次不同主题的“老带新”技能培训。针对低年级零基础的本科生，还会贴心地准备易于上手的“新手任务包”，帮助他们快速入门，为日后真正“主刀”一枚卫星载荷打下坚实基础。
　　以基础科学的真问题为牵引，以“真刀真枪”的小型航天任务为工程训练，通过“天格计划”“科学+工程”的交叉培养模式，许多成员毕业后纷纷奔赴国家的“大科学装置”，从“神光-Ⅲ”激光聚变装置到JUNA锦屏深地核天体物理实验，他们心中的版图伴随着天格卫星载荷的每一次发射，同样在不断扩张。
　　未来，“天格计划”将进一步完善多星在轨的组网观测能力，实现不同方向、全天全时的星座覆盖。下一代“天格计划2.0”MeV伽马探测纳卫星星座作为“清华大学2030创新行动计划”重大项目也正在有序推进。
　　在这场始于清华、朝向宇宙的“远征”中涌现出愈来愈多的身影，他们传承着“自强不息、厚德载物”的精神，攻坚创新、逐梦向前。
　　“我们追逐的何止是光？”从实验室里成百上千次的标定，到发射场卫星升空时的屏息凝望，这群“追光少年”在浩渺的星海中溯流而上、拼尽全力，只为解码来自宇宙深处的“情书”。