“创新X”系列首发星获首批科学成果

“创新X”系列首发星获首批科学成果从中国科学院获悉,经过一个月的在轨测试,由中国科学院微小卫星创新研究院抓总研制的“创新X”系列首发星——空间新技术试验卫星(SATech-01),搭载的多个科学载荷按计划开展了测试,并获得首批科学成果。创新X首发星(SATech-01)资料图片其中,由中科院国家天文台、上海技术物理研究所联合研制的龙虾眼宽视场X射线望远镜载荷成功获得一批天体的真实X射线实测图像和能谱,这是国际上首次获得并公开发布的宽视场X射线聚焦成像天图。该仪器观测视场可达340平方度,是国际上首个宽视场X射线聚焦成像望远镜,相比其他同类望远镜,视场大小提高了100倍或更多。科学家利用该仪器首先观测了银河系中心天区,结果显示,单次观测就能同时获得大视场中不同方向的X射线源,包含了恒星级质量黑洞和中子星。观测也捕捉到一个X射线辐射增亮数倍的中子星X射线双星。同时,从数据中还能获得这些天体X射线辐射强度随时间变化的信息,以及天体的X射线能谱。另一个有效载荷、中科院高能物理研究所研制的伽马射线暴探测载荷(高能爆发探索者,简称HEBS)已首次加电开始在轨测试,并已探测到其在轨运行以来的首个伽马暴(编号GRB220813A),表明HEBS已经具备伽马暴的探测研究能力。HEBS跟我国前期发射运行的慧眼卫星和“怀柔一号”极目(GECAM)卫星已组成伽马射线爆发天体探测网络。中国科学院高能物理研究所张双南研究员表示:“宽视场X射线望远镜与HEBS同时同视场的观测特别令人期待,尤其是对于新的爆发天体和现象,不但能够获得很宽能段的X射线和伽马射线能谱与光变,X射线望远镜还能够精确定位,这个能力目前在国际上是独一无二的,预期会有很激动人心的科学发现。”除此之外,其他有效载荷也表现良好——由中国科学院西安光学精密机械研究所研制的全铝自由曲面相机取得了首批图像;中国科学院工程热物理研究所研制的无机材料太空固化验证平台已开展材料的在轨加热,测试结果表明无机材料已基本固化,未发生结构损伤,该项测试将为未来建造大型充气展开式柔性太空舱提供技术储备;地球磁场精密测量仪(CPT)、展开式辐射器、先进热控材料等一些新材料、新技术验证载荷也已陆续在轨开机,将获得测试结果。空间新技术试验卫星是由中国科学院自主研制的我国最大固体运载火箭“力箭一号”(ZK-1A),于7月27日以“一箭六星”的方式发射升空的。“创新X”系列卫星首席科学家、中国科学院微小卫星创新研究院研究员龚建村表示:“一个月的在轨测试获得如此多的科学成果,令人振奋,也说明这种新技术的快速验证思路非常正确。”据悉,相关科研团队与火箭系统将联合建立“航班式”新技术飞行验证模式,提供常态化、开放式、低成本服务,助力越来越多的科学家将成果从实验室推向太空。PC版:https://www.cnbeta.com/articles/soft/1312907.htm手机版:https://m.cnbeta.com/view/1312907.htm

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科学家首次实现大视场龙虾眼X射线成像观测

科学家首次实现大视场龙虾眼X射线成像观测据悉,这是国际上首次获得并公开发布的大视场X射线聚焦成像观测结果。该成果标志着我国率先掌握了X射线龙虾眼聚焦成像技术,并实现了在轨实验验证。其中,首批结果以《首次龙虾眼聚焦望远镜的大视场X射线在轨观测》(FirstWideField-ofviewX-RayObservationsbyaLobster-eyeFocusingTelescopeinOrbit)为题,发表在《天体物理学快报》(AstrophysicalJournalLetter)上。资料显示,传统的X射线聚焦望远镜观测视场很小,一般在1度以下。40多年前,国际上提出了微孔龙虾眼成像的概念,可以实现大视场的X射线聚焦成像。尽管光子接收面积远小于传统的望远镜,龙虾眼望远镜具有大观测视场的优势,可以对一个大的天区范围内天体的活动同时进行监测,是X射线时域天文学追求的下一代设备。然而,由于研制困难,这一目标长期未能实现。据了解,近二十年多来,国际上几个空间科学机构及实验室均在开展微孔龙虾眼技术的研发。以中科院国家天文台张臣和凌志兴为带头人的团队自2011年开展了关于这一技术的研发工作,通过自主创新,掌握了该技术的原理和应用,具有完全自主知识产权。在国家自然科学基金和中科院天文联合基金支持下,国家天文台与北方夜视集团有限公司合作,突破关键技术,研制出指标国际领先的微孔龙虾眼器件。在中科院空间科学先导专项的支持下,国家天文台研制出龙虾眼聚焦镜,并由中科院上海技术物理研究所集成研制出完整的宽视场X射线望远镜,作为中科院爱因斯坦探针(EP)卫星WXT载荷的实验模块之一。该设备的关键器件,包括龙虾眼聚焦镜和由大阵列CMOS传感器组成的焦面探测器,均为我国自主研发。这也是我国科学家首次将创新性的CMOS应用于空间X射线天文探测。7月27日,该实验模块(后命名为莱娅)搭载由中科院微小卫星创新研究院抓总研制的空间新技术试验卫星(SATech-01)发射升空。作为EP卫星WXT探路者,莱娅的观测视场可达340平方度(18.6度x18.6度),是国际上首个宽视场X射线聚焦成像望远镜,其视场大小比国际上传统的聚焦望远镜提高了至少100倍。国家天文台EP卫星科学中心利用莱娅的在轨开机测试观测,首次获得了一批天体的大视场X射线实测图像和能谱。结果显示,单次(约13分钟)的观测能够同时探测到多个方向上的X射线源,包含黑洞和中子星X射线双星。同时,科研人员从数据中可获得这些天体X射线辐射强度随时间变化的信息以及天体的X射线能谱。观测结果与仿真结果高度一致。莱娅创新的、独一无二的宽视场聚焦成像能力及其所验证的龙虾眼望远镜的广阔科学潜力,引起了国际同行关注。在轨测试完成后,莱娅迄今已开展了三个多月的在轨定标实验和部分科学观测,并开始取得初步科学成果。例如,莱娅发现了一例恒星的超级X射线耀发,并引导了NASA的SWIFT和NICER空间望远镜进行跟踪观测;探测到迄今最亮的伽马射线暴的余辉辐射;完成了1/2全天X射线天图的测绘。未来,莱娅将开展常规科学观测,预计每半年可获取一次完整的全天X射线天图,发现新的X射线暂现天体和爆发天体,并将开展引力波X射线对应体的搜寻。据介绍,中科院空间新技术试验卫星(SATech-01)的目标是通过快速发射验证空间新材料、新器件、新技术,助力空间科技创新;孵化出具有重大科学意义、面向国家战略需求的空间探测仪器和项目。卫星平台及载荷的经费均为自筹。莱娅的这一成果也表明空间新技术试验卫星达到了预期目标。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1336377.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1336377.htm

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我国空间新技术试验卫星第二批科学与技术成果发布

我国空间新技术试验卫星第二批科学与技术成果发布0146.5nm极紫外成像仪获得我国首幅太阳过渡区图像46.5nm极紫外太阳成像仪(SUTRI)是国际首台基于多层膜窄带滤光技术的46.5nm太阳成像仪,用于探测50万度左右的太阳过渡区(太阳色球与日冕之间的层次),由国家天文台联合北京大学、同济大学、西安光学精密机械研究所和微小卫星创新研究院共同研制。自2022年8月30日载荷开机以来已经获取了超过1.6TB的探测数据,成功实现了我国首次太阳过渡区探测。这也是人类近半个世纪来首次在46.5nm波段拍摄太阳的完整图像。SUTRI拍摄的图像清晰地显示了过渡区网络组织、活动区冕环系统、日珥和暗条、冕洞等结构(如图2),这些结构的观测特征表明,SUTRI拍摄的确实是从太阳低层大气往日冕过渡的结构,符合预期。SUTRI已探测到多个耀斑、喷流、日珥爆发和日冕物质抛射事件(如图3),表明其数据适合研究各种类型的太阳活动现象。此外,SUTRI还发现活动区普遍存在50万度左右的、朝向太阳表面的物质流动,这些流动在太阳大气的物质循环过程中占有重要地位。目前SUTRI一切功能正常,在轨测试和标定结束后,SUTRI观测的科学数据将向国内外太阳物理和空间天气同行全部开放。△图1“创新X”首发星——空间新技术试验卫星(SATech-01)△图2SUTRI在2022年9月29日观测到的太阳活动图(图片由SUTRI科学团队提供)△图3SUTRI在2022年9月23日观测到的一次太阳爆发事件(图片由SUTRI科学团队提供)02高能爆发探索者(HEBS)捕获到迄今为止最亮伽马暴由中科院高能物理研究所研制的高能爆发探索者(HEBS)于北京时间2022年10月9日21时17分,与我国慧眼卫星和高海拔宇宙线观测站同时探测到迄今最亮的伽马射线暴(编号为GRB221009A)。根据HEBS的精确测量结果,该伽马暴比以往人类观测到的最亮伽马射线暴还亮10倍以上。由于该伽马射线暴的亮度极高,国际上绝大部分探测设备均发生了严重的数据饱和丢失、脉冲堆积等仪器效应,难以获得精确测量结果。HEBS凭借创新的探测器设计以及新颖的高纬度观测模式设置,探测器经受住了高计数率的考验,获得了高时间分辨率的光变曲线,以及10千电子伏至5兆电子伏的宽能段能谱。HEBS极为宝贵的精确测量结果对于揭示伽马射线暴的起源和辐射机制具有重要意义。国家天文台和上海技术物理研究所研制的EP探路者(7.300,-0.07,-0.95%)龙虾眼X射线成像仪(LEIA)于10月12日也成功对这一伽马射线暴开展了观测,探测到了伽马射线暴X射线余辉。这也是国际上首次用龙虾眼型X射线望远镜探测到伽马射线暴。△图4高能爆发探索者(HEBS)发现并精确测量迄今最亮的伽马射线暴,打破多项纪录。03国产量子磁力仪首次空间应用并获得全球磁场图由中国科学院国家空间科学中心和沈阳自动化研究所联合研制的国产量子磁力仪(CPT)及伸展臂,可实现全球地磁矢量和标量高精度测量。2022年11月7日,多级套筒式无磁伸展臂顺利展开,将各传感器探头伸出约4.35米距离,处于伸展臂顶端的CPT原子/量子磁力仪探头、AMR磁阻磁力仪探头、NST星敏感器获取了有效探测数据,首次在轨验证了磁场矢量和姿态一体化同步探测技术,磁测量噪声峰峰值<0.1nT,实现了国产量子磁力仪的首次空间验证与应用。△图5CPT磁测系统“多级套筒式无磁伸展臂”地面展开测试(图片由沈自所、空间中心和卫星团队提供)△图6 量子磁力仪首张全球磁场勘测图(图片由空间中心太阳活动与空间天气重点实验室提供)△图7NST星敏感器相对于卫星本体的姿态数据(图片由空间中心和中科新伦琴NST星敏团队提供)04空间载荷、平台新技术成果丰富由中国科学院长春光学精密机械与物理研究所空间新技术部研制的多功能一体化相机,首次采用基于共口径多出瞳光学系统新体制,在轨实现集可见光、长波红外、彩色微光于一体的空间光学遥感观测。相机于2022年9月24日开机,成功取得首张170km×42km大幅宽地面遥感图像(如图8),探索了单台相机即可同时实现多谱段多模态遥感成像的新模式,为我国未来高集成度一体化空间光学遥感载荷发展提供了技术储备。△图8 多功能一体化相机对地宽幅遥感成像图(图片由长春光学精密机械与物理研究所提供)由中国科学院半导体研究所、自动化研究所、微小卫星创新研究院及浙江大学航空航天学院空天信息技术研究所联合研制的异构多核智能处理单元也取得了首批成果。半导体所的低功耗边缘计算型智能遥感视觉芯片,实现了遥感图像的高速智能化目标检测;自动化所的通用智能系统验证了基于高速交换网络的异构多处理器模块化、弹性化硬件架构;浙江大学的国产AI系统装载了细胞分割算法和飞机识别算法,数据结果与地面孪生系统数据一致,在功耗10瓦条件下算力达到22Tops,验证了国产AI器件的在轨智能图像处理能力。△图9 边缘计算型遥感视觉芯片检测遥感目标示意图(图片由中科院半导体所提供)中科院微小卫星创新院的可展收式辐射器成功在轨实现首次应用,辐射器执行机构已顺利完成六十余次展开和收拢动作,连续五轨动态试验结果(如图10)表明环路热管-可展收式辐射器集成系统在负载工作时段启动性能良好,辐射器连续展开-收拢可实现散热能力在轨大范围调控。△图10 环路热管-可展收式辐射器集成系统连续五轨智能热控测试结果国家空间科学中心研制的空间元器件辐射效应试验平台载荷开机运行良好,搭载的元器件在测试期间均工作正常。“科学与技术成果的涌现体现了我们对这颗卫星‘创新X,创新无极限’的定位,开创了新技术众筹模式的先河。”“力箭一号”工程副总师兼卫星系统总师张永合说,“这些新载荷、新技术产品都是各参与方自主投入的,不少是从0到1的创新,通过试验星将创新技术快速集成并飞行验证,可以加快核心关键技术从基础研究到在轨应用的成果转化。”2022年7月27日12时12分,由中国科学院自主研制的迄今我国最大固体运载火箭“力箭一号”(ZK-1A)在酒泉卫星发射中心成功发射,采用“一箭六星”的方式,将“创新X”系列首发星——空间新技术试验卫星等六颗卫星送入预定轨道。2022年9月5日,空间新技术试验卫星(SATech-01)发布了首批科学成果,包括龙虾眼X射线成像仪(LEIA)的国际首幅宽视场X射线聚焦成像天图,伽马射线暴载荷(HEBS)的首个伽马暴等。作为我国“创新X”系列的首发星,未来一段时间,空间新技术试验卫星搭载的几种新型推进系统等载荷也将开展在轨试验,卫星上的四个科学载荷也已进入常规化观测,陆续将会获得更多科学和技术成果。(总台央视记者帅俊全褚尔嘉)...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1338673.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1338673.htm

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如何捕捉“宇宙焰火”?这颗以爱因斯坦命名的卫星从龙虾复眼受到启发

如何捕捉“宇宙焰火”?这颗以爱因斯坦命名的卫星从龙虾复眼受到启发爱因斯坦探测器将于2024年初发射升空,它已开始执行任务,其先进的X射线望远镜展示了令人鼓舞的首照图像,旨在与国际伙伴合作探索充满活力的宇宙。图片来源:中国科学院这幅X射线光下的银河全景图是爱因斯坦探测器在太空中进行校准和测试活动时拍摄的。在这次长达11个多小时的测试观测中,卫星探测到了各种会产生X射线的天体。由于航天器新颖的龙虾眼光学系统的工作方式,每个天体都被拍摄成一个紫色的十字。X射线观测结果显示在欧洲南方天文台地面望远镜绘制的银河系光学图像之上。爱因斯坦探测器的宽视场X射线望远镜(WXT)由12个模块组成,覆盖3600多平方度的天空。这颗卫星可以在围绕地球运行的三个轨道上捕捉整个夜空。在监测天空时,该任务将发现来自超新星、落入黑洞的物质甚至中子星碰撞等强力事件的X射线。后续X射线望远镜(FXT)随后可以放大这些天体,提供更详细的信息。资料来源:EPSC、NAO/CAS;DSS;ESO这张图片展示了爱因斯坦探测器宽视场X射线望远镜的测量机制。来自宇宙的X射线进入望远镜,沿着方形管道进入CMOS光探测器,在那里形成"正"字形图像。有些X射线不会与方形管的管壁发生相互作用,可能会出现在探测器的任何位置。不过,大部分X射线会在管壁上反射。只被顶壁或底壁反射的X射线会在探测器上形成一个水平条。同样,只在左墙或右墙上反射的X射线会在探测器上形成竖条。最后,X射线会同时在两面墙壁上反射,这些双面反射的射线最终会在图像中间产生强烈的信号。资料来源:中国科学院半人马座欧米茄星是银河系中最大的星团,质量是太阳的一百万倍。在爱因斯坦探测器进入太空的头几个月里,对这个著名星团的观测有助于测试和校准卫星的成像质量。双星系统由恒星与黑洞或中子星伴星组成,当恒星的物质落到重伴星上时,就会产生X射线。许多这样的系统都以半人马座欧米茄星为家,使它在X射线的照射下闪闪发光。爱因斯坦探测器的后续X射线望远镜观测到了球状星团的结构和核心区域。资料来源:中国科学院爱因斯坦探测器测试和校准活动中拍摄的X射线光下的PuppisA图像。PuppisA是4000年前发生的超新星爆炸的残余物,中间的亮点就是这颗残余恒星。它周围的云状结构来自超新星爆炸时产生和排出的热物质。爱因斯坦探测器的后续X射线望远镜(FXT)拍摄了这张照片。在拍摄这张照片的同时,FXT还提供了该光源的光谱,追踪其光线的能量分布。这使得科学家们能够找出这颗超新星残骸中存在的元素。来源:中国科学院浩瀚宇宙中,遥远暗弱的暂现源和未知现象好比“宇宙焰火”。为了捕捉这些转瞬即逝的“宇宙焰火”,科学家是如何从龙虾的复眼受到启发?解放日报·上观新闻记者采访了宽视场X射线望远镜的联合研制团队——中国科学院上海技术物理研究所与中国科学院国家天文台。“昼见如太白,芒角四出,色赤白”,早在《宋史·天文志》中就有记载,1054年7月4日突然出现一颗“天关客星”。直到20世纪早期,天文学家终于认定这是一次超新星爆发,而其爆炸形成的壮丽星云,即被誉为“高能宇宙中的灯塔”的蟹状星云。后随X射线望远镜对蟹状星云的观测图像(X射线数据版权EP科学中心)每一次对暂现源的发现和观测都蕴藏着发现未知的可能。在望远镜发明以前,人类对于此类暂现源的记录可谓寥寥无几。然而即使在望远镜发明以后,由于暂现源在时间和空间上都不可预测,只有针对其随机性设计的设备,才有可能大规模发现和研究这些突然出现的天文事件。在这些事件里,海量的能量在一瞬间(相对宇宙年龄来说)释放,会产生大量X射线,这也使得X射线成为观测暂现源最好的窗口。近几十年,尚在运行的X射线卫星中,大视场望远镜一直是发现暂现源的重中之重,比如美国的雨燕卫星、日本的全天X射线监视器,但它们的探测能力已逼近物理极限。【大视场和聚焦成像本是一个矛盾】“暂现源发生率一般较低,因此需要监测更大的宇宙范围,从而可以看到更多天体,发现更多稀有暂现源。”宽视场X射线望远镜光学系统负责人、国家天文台研究员张臣介绍,宽视场X射线望远镜的视场超过3600平方度,覆盖了天区的十一分之一,是目前世界上拥有最大视场的X射线望远镜,“如果说以往的相机相当于‘油车’,我们这个最大视场相机相当于‘新能源车’,有着数量级的代际差异。”宽视场X射线望远镜子模块装调“有了宽大的视场还不够,还需在大视场中看到目标的精细结构。”中国科学院院士、宽视场X射线望远镜载荷负责人、上海技术物理研究所研究员孙胜利说,这本身是一个矛盾,属于复杂性科学,最终通过联合研制团队的不懈努力,实现了大视场中的聚焦成像。这颗科学卫星之所以命名为爱因斯坦探针,因为其科学目标主要是验证爱因斯坦的广义相对论,除了发现宇宙中的X射线暂现天体,探索宇宙中沉寂的黑洞、恒星耀发、探寻来自引力波源的X射线对应体等,同样都离不开兼具大视场和高灵敏度的巡天望远镜。【把一个个设想变为可能】龙虾有着反射式复眼,每个单眼可以将入射进来的光反射出去,即使在光线较暗的水中,也有着较强的聚光能力。借鉴龙虾眼的独特构造,宽视场X射线望远镜由12个望远镜模块组成,定位精度小于1角分。每个龙虾眼的镜片上有近100万个细孔,每个细孔比头发丝还要细,而这样的镜片就有432个。这也是国际上首次实现微孔龙虾眼X射线聚焦成像技术的大规模空间应用。装调中的龙虾眼光学系统“这台望远镜在7年前仅仅只有概念和设想,确实非常富有挑战。如今作为国际上首个且唯一的宽视场X射线望远镜,相比在轨工作的其他X射线望远镜,视场提升好几个数量级,灵敏度高出一个数量级,有可能给时域天文学研究带来突破性进展。”宽视场X射线望远镜载荷主任设计师、上海技术物理研究所副研究员孙小进说。“我们还面临了业界前所未有的速率挑战,探测器产生的数据量相当于每秒产生25部1G的电影,将如此海量的数据直接传输到地面是不现实的,我们通过极其复杂的星上预处理算法,将原始数据压缩了几万倍。”宽视场X射线望远镜载荷件主管、上海技术物理研究所高级工程师薛玉龙说。最紧张的时候,这支平均年龄35岁以下的团队,连续三个月每天从清晨奋战到凌晨3点,还要做到“零差错”。48片探测器、每片有600多根键合线,60块电路板、每块有323个焊盘,一次次检查,一次次记录留存,来不得半点疏忽。“这些年经过的艰难险阻还历历在目,整个团队最大的收获是以后不管面对多大困难都不会害怕。”孙胜利说。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1428984.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1428984.htm

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中法天文卫星已探测到多个伽马射线暴,有助于研究宇宙起源和演化中国科学院消息,今年6月22日发射升空的中法天文卫星在近日已经探测到多个伽马射线暴。卫星平台目前工作正常,为后续开展更多科学观测与研究奠定了基础。据了解,中法天文卫星上搭载的伽马射线监测器于6月24日开机后进行了在轨测试。6月27日监测器成功捕捉到了首个伽马射线暴,这是中法天文卫星的首个在轨科学探测成果。经过比对,该伽马射线暴的光变曲线与我国创新X首发星上观测到的结果相同,也和国外费米卫星的观测结果一致。——

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中国将发射“爱因斯坦探针”完全自主知识产权据爱因斯坦探针卫星首席科学家、中国科学院国家天文台研究员袁为民透露,卫星已进入正样的最后研制阶段。科学家从龙虾眼睛奇特的聚焦成像原理中受到启发,设计出一种特殊的新型X射线望远镜,同时具有超大观测视野和更高的探测灵敏度。正是得益于采用了龙虾眼望远镜技术,爱因斯坦探针卫星可以对目前知之甚少的软X射线波段进行大视场、高灵敏度、快速时域巡天监测。它可以捕捉超新星爆发出的第一缕光,帮助搜寻和精确定位引力波源,发现宇宙中更遥远、更暗弱的天体和转瞬即逝的神秘现象。宇宙中有很多壮观和神奇的暂现源和爆发源,它们大多数在很短的时间里就可以辐射巨大的能量,在X射线波段呈现复杂的亮度变化,时隐时现,例如正在吞噬恒星的黑洞、恒星死亡时绽放的灿烂“烟火”。中国科学院国家天文台X射线成像实验室自2010年起开始研发龙虾眼X射线成像技术,经过多年关键技术攻关,终于获得突破,全面掌握了该项技术,并具有完全自主知识产权。项目团队在2022年7月发射的空间新技术试验卫星上开展了技术测试验证,在国际上首次获得并公开发布了宽视场X射线聚焦成像天图。英国莱斯特大学教授保罗·布赖恩高度评价了这项技术,认为它将对宇宙X射线监测带来变革性推动,也显示了爱因斯坦探针巨大的科学潜力。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1349757.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1349757.htm

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NASA IXPE任务迎来两周年 官方总结X射线探测科学成果

NASAIXPE任务迎来两周年官方总结X射线探测科学成果成像X射线极坐标探测器(IXPE)于2021年12月发射,是一个围绕地球运行的重要天文仪器,用于研究类星体、类星体和黑洞等宇宙现象的X射线辐射。它的发现对于解开长期存在的宇宙之谜,如类星体的加速过程和超新星残骸的活动等,起到了关键作用。资料来源:美国国家航空航天局IXPE是美国国家航空航天局和意大利航天局的联合任务,旨在研究偏振X射线光。偏振是光的一种特性,有助于揭示光的来源信息,如发出这种光的超强能源的几何形状和内部运作。IXPE于2021年12月9日发射升空,在约340英里的高空围绕地球运行,研究来自距离地球数千到数十亿光年的强大宇宙现象的X射线辐射,包括类星体、耀变体、中子星等超新星爆炸的残余物,以及从黑洞附近以接近光速喷出的高能粒子流。IXPE在开始科学研究宇宙的行动之前在太空中部署的动画。资料来源:美国国家航空航天局波士顿大学的天文学家艾伦-马舍尔(AlanMarscher)说:"在我们的射电、红外和光学偏振武器库中加入X射线偏振,将改变游戏规则,"他领导的研究小组利用IXPE的发现分析超大质量黑洞。"我们都熟悉X射线,它是人类的医疗诊断工具。"斯坦福大学研究员约瑟芬-王(JosephineWong)说:"在这里,我们以不同的方式使用它们,但它们再次揭示了我们无法看到的信息。"马丁-魏斯科普夫(MartinWeisskopf)是一位天体物理学家,他领导了IXPE的开发工作,并在2022年春季从美国国家航空航天局退休前一直担任IXPE的首席研究员。"毫无疑问,IXPE已经表明,X射线偏振测量法对于进一步了解这些迷人的X射线系统是非常重要和相关的"。-MartinWeisskopf,已退休的IXPE首席研究员科学家们很早就了解了诸如Markarian501和Markarian421等耀变体的基本原理。类星体是一个巨大的黑洞,它以盘旋的物质为食,产生强大的高速宇宙粒子喷流,向与盘面垂直的两个方向飞去。但这些粒子是如何被加速到如此高能量的呢?2022年11月发表在《自然》(Nature)杂志上的IXPE数据确定了马卡里亚501的罪魁祸首是喷流内部的冲击波。美国国家航空航天局(NASA)的这幅插图展示了通过成像X射线极坐标探测器(IXPE)最近对耀变体Markarian421的观测推断出的黑洞喷流结构。喷流由吸积盘提供动力,如图像底部所示,吸积盘围绕黑洞运行,并随着时间的推移落入黑洞。螺旋磁场穿过喷流。IXPE的观测结果表明,X射线一定是在围绕螺旋磁场旋转的物质内部产生的冲击中产生的。插图显示了冲击前沿本身。X射线产生于最靠近冲击前沿的白色区域,而光学和无线电辐射则必须来自离冲击更远的湍流区域。资料来源:美国国家航空航天局/巴勃罗-加西亚位于阿拉巴马州亨茨维尔的美国宇航局马歇尔太空飞行中心的一名美国宇航局博士后项目研究员亚尼斯-利奥达基斯(YannisLiodakis)介绍说:"我们终于拿到了拼图的所有碎片,它们拼出的画面非常清晰"。IXPE还对三颗超新星残骸--仙后座A、第谷和SN1006--进行了前所未有的研究,帮助科学家进一步了解这些现象周围磁场的起源和过程。IXPE还为我们银河系的基本机制提供了新的启示。根据IXPE在2022年初进行的研究,银河系中心的超大质量黑洞人马座A*在大约200年前苏醒过来,吞噬气体和其他宇宙垃圾,引发了强烈而短暂的X射线耀斑。研究人员结合IXPE、钱德拉和欧洲航天局XMM-Newton任务的数据,确定这一事件发生在19世纪初左右。美国宇航局马歇尔分部的IXPE项目科学家史蒂夫-埃勒特(SteveEhlert)说:"我们知道,活动星系和超大质量黑洞可能在人类的时间尺度上发生变化。IXPE正在帮助我们更好地了解银河系中心黑洞发生变化的时间尺度。我们迫切希望进一步观测它,以确定哪些变化是典型的,哪些是独特的。"这幅超新星残余物SN1006的新图像结合了来自NASA的成像X射线极化探测器和NASA的钱德拉X射线天文台的数据。红色、绿色和蓝色元素分别反映了钱德拉探测到的低能、中能和高能X射线。左上角紫色显示的是测量X射线光偏振的IXPE数据,另外还有代表残余物磁场向外运动的线条。资料来源:X射线:NASA/CXC/SAO(钱德拉);NASA/MSFC/南京大学/P.Zhouetal.(IXPE);IR:NASA/JPL/CalTech/Spitzer;ImageProcessing:NASA/CXC/SAO/J.SchmidtIXPE还支持对意料之外的宇宙事件的观测--例如2022年10月突然席卷太阳系的有记录以来最明亮的强辐射脉冲。研究人员说,该脉冲源于一次强大的伽马射线暴,可能一万年也不会发生一次。IXPE为美国国家航空航天局费米太空望远镜和其他成像仪的数据提供了支持,帮助确定了强大的发射是如何组织起来的,并证实了地球成像仪几乎是直接正面观测到喷流的。也许最令太空科学家兴奋的是,IXPE的数据正在颠覆人们对各类高能源的传统看法。埃勒特说:"在过去两年中,我们看到的许多偏振X射线结果都让人大吃一惊,理论模型直接被抛到了九霄云外。""看到我们没有预料到的结果会引发新的问题、新的理论。这真是令人兴奋!"-SteveEhlert,IXPE项目科学家世界各地的IXPE合作伙伴仍在继续兴奋。今年6月,这项任务在最初的两年飞行后正式延长了20个月,这意味着IXPE将继续观测整个宇宙的高能X射线辐射,持续至少到2025年9月。新的一年还将标志着IXPE一般观察员计划的启动,该计划邀请世界各地的天体物理学家和其他空间科学家提出并参与利用IXPE望远镜进行的研究。从2024年2月开始,IXPE80%的时间将提供给更广泛的科学界。编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1403671.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1403671.htm

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