作者:辛雨 来源:中国科学报 发布时间:2023/8/27 19:46:06
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日本将发射能精确测量深空X射线的太空天文台

 

X射线成像和光谱任务(XRISM)将于8月28日在日本种子岛航天中心由H-IIA火箭发射升空。该任务旨在观察来自深空的X射线,并以前所未有的精度识别它们的波长。这将使研究人员更深入地了解从星系团如何形成到黑洞如何产生高能粒子喷流的天体物理现象。

XRISM是日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)和美国国家航空航天局(NASA)的一项联合任务,欧洲空间局(ESA)也将有进一步的贡献,预计将运行3年左右。

据悉,该火箭还将发射智能探月着陆器SLIM,其目的是展示在月球表面精确选择着陆点的能力。如果成功,这将是JAXA首次登陆月球。

XRISM的独特之处在于它的X射线量热计,这是NASA在20世纪80年代开发的一项技术,可以通过百万分之一度的温度变化探测电磁辐射。单个X射线光子的能量与其波长有关,了解这一点将使天文学家能够区分化学元素的特征,帮助天体物理学家重建宇宙的历史。

XRISM的量热计还能够获取天体的光谱,包括星系间气体和黑洞吸积盘。而现有的X射线天文台只能采集点状光源的光谱,比如单个恒星。对于运动中的X射线源,光谱会因多普勒效应而发生偏移,例如,这可以揭示一个星系团是否由两个较小的星系团合并而成。星系间的物质也经常被位于星系中心的超大质量黑洞产生的物质喷流搅动。绘制这些漩涡的地图可以帮助天体物理学家了解喷流的神秘起源,以及它们是如何影响星系演化的。

XRISM将是日本第四次尝试在太空中部署X射线量热计。

2016年2月,JAXA发射了ASTRO-H卫星,后来更名为“瞳”。仅仅5周后,当仪器仍在进行校准和测试时,一个软件错误导致航天器失去控制并解体。

XRISM科学团队成员、美国芝加哥大学天体物理学家Irina Zhuravleva参与了“瞳”的研究。她说,2016年发表的研究结果“非常非常惊人”,而真实数据要比理论预测更详细。

“我们的模型缺少一些线条,观测结果表明我们对简单原子跃迁的理解是多么地不完整。这也激发了我们在实验室环境中研究等离子体的新兴趣。”Zhuravleva说,“我们终于有望开启X射线天文学的一个全新时代。”

 
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