理论教育 揭秘慧眼卫星硬X射线调制望远镜技术

揭秘慧眼卫星硬X射线调制望远镜技术

时间:2023-06-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:“慧眼”近些年,美国、欧洲、 日本、印度都研制和发射了多个X射线空间望远镜,取得了大量的重要成果。“慧眼”硬X射线调制望远镜是我国自主研制的第一个硬X射线空间望远镜,于2017年6月15日在酒泉发射升空。我国这次发射的“慧眼”与众不同的是,它主要是探测宇宙中的硬X射线,能量相对较高。

揭秘慧眼卫星硬X射线调制望远镜技术

说起我国发射的这个“高能”卫星,先要从日常熟悉的X射线说起。在各类安检中,使用的都是X射线。这个卫星的名字前面,多了一个“硬”字。为什么要加这个字,是根据它的观测波长来划分的(波长在0.01~0.1纳米之间的X射线)。也可以理解为,硬X射线是能量比较高的电磁波,具有很强的穿透能力,医院里人体透视检查用的一般就是它。

宇宙万物每时每刻都在不断地向空间辐射电磁波。由于各种天体的性质和特点不同,所以它们所辐射的电磁波也不同。天文卫星就是通过探测各种天体所辐射的不同波段、不同强度的电磁波,对宇宙进行探测的。宇宙中,有很多极端天体物理过程都会发射强烈的X射线和γ射线辐射,比如已知的中子星和黑洞吸积物质的过程。很多巨型黑洞被尘埃包围,其他波段的X射线无法穿透,只能用硬X射线探测器去观测它们。理论推测,高能带电粒子在强磁场中的辐射以及中子星的表面和量子黑洞的蒸发,同样也会产生丰富的X射线辐射。因此,探测宇宙中的X射线对了解宇宙奥秘具有重要意义。

慧眼”(www.daowen.com)

近些年,美国、欧洲、 日本、印度都研制和发射了多个X射线空间望远镜,取得了大量的重要成果。“慧眼”硬X射线调制望远镜(Hard X-ray Modulation Telescope, HXMT)是我国自主研制的第一个硬X射线空间望远镜,于2017年6月15日在酒泉发射升空。“慧眼”呈立方体构型,质量2 496千克,设计寿命4年,运行在高约550千米的轨道。我国这次发射的“慧眼”与众不同的是,它主要是探测宇宙中的硬X射线,能量相对较高。硬X射线来自最靠近黑洞视界的区域,是探测和研究黑洞附近物理过程的一个关键窗口。 “慧眼”还具有大视场的优势,可以绘制高精度X射线图,实现空间硬X射线高分辨巡天,发现大批高能天体和天体高能辐射新现象,并对黑洞、中子星等重要天体进行高灵敏度定向观测,推进人类对极端条件下高能天体物理动力学、粒子加速和辐射过程的认识。

“慧眼”除了可探测空间X射线外,还可拓展进行γ射线暴、恒星爆炸等探测;不仅能将宇宙事件从发生、发展到结束全过程的壮丽景象尽收眼底,还可看到这些壮丽景象出现时的时变过程,对于推动突发天体现象研究的深入意义重大,将在国际上首次系统性地获得银河系内高能天体活动的动态图景,发现大量新的天体和天体活动新现象。

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