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科學(xué)家首次實(shí)現(xiàn)大視場龍蝦眼X射線實(shí)測圖像和能譜
2022年12月22日 14:49:54
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：楊 點(diǎn)擊量：5807
這是國際上首次獲得并公開發(fā)布的大視場X射線聚焦成像觀測結(jié)果。該成果標(biāo)志著我國率先掌握了X射線龍蝦眼聚焦成像技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)了在軌實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】X射線光子能量非常高，穿透性極強(qiáng)，很難像可見光一樣通過折射聚焦，需要一些特殊的手段才能觀測到。美國科學(xué)家從龍蝦眼睛獲得靈感，提出模擬龍蝦眼制造望遠(yuǎn)鏡，讓X射線通過反射聚焦成像。龍蝦眼望遠(yuǎn)鏡可以實(shí)現(xiàn)大視場的X射線觀測，能高效監(jiān)測天體的X射線變化，發(fā)現(xiàn)隨機(jī)發(fā)生的宇宙極端事件的可能性更大。
近日，中國科學(xué)院空間新技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星SATech-01的首個(gè)正式發(fā)表的成果在線刊出。利用衛(wèi)星上搭載的EP-WXT探路者“龍蝦眼天文成像儀”萊婭的在軌測試首光，科學(xué)家成功獲得了一批天體的真實(shí)大視場X射線實(shí)測圖像和能譜。這是國際上首次獲得并公開發(fā)布的大視場X射線聚焦成像觀測結(jié)果。該成果標(biāo)志著我國率先掌握了X射線龍蝦眼聚焦成像技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)了在軌實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
以中科院國家天文臺張臣和凌志興為帶頭人的團(tuán)隊(duì)通過自主創(chuàng)新，研制出指標(biāo)國際領(lǐng)先的微孔龍蝦眼器件。在中科院空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)的支持下，國家天文臺研制出龍蝦眼聚焦鏡，并由中科院上海技術(shù)物理研究所集成研制出完整的寬視場X射線望遠(yuǎn)鏡，作為中科院愛因斯坦探針(EP)衛(wèi)星WXT載荷的實(shí)驗(yàn)?zāi)K之一。該設(shè)備的關(guān)鍵器件，包括龍蝦眼聚焦鏡和由大陣列CMOS傳感器組成的焦面探測器，均為我國自主研發(fā)。這也是我國科學(xué)家首次將創(chuàng)新性的CMOS應(yīng)用于空間X射線天文探測。
7月27日，該實(shí)驗(yàn)?zāi)K(后命名為萊婭)搭載由中科院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院抓總研制的空間新技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星(SATech-01)發(fā)射升空。作為EP衛(wèi)星WXT探路者，萊婭的觀測視場可達(dá)340平方度(18.6度x18.6度)，是國際上首個(gè)寬視場X射線聚焦成像望遠(yuǎn)鏡，其視場大小比國際上傳統(tǒng)的聚焦望遠(yuǎn)鏡提高了至少100倍。
在軌測試完成后，萊婭迄今已開展了三個(gè)多月的在軌定標(biāo)實(shí)驗(yàn)和部分科學(xué)觀測，并開始取得初步科學(xué)成果。例如，萊婭發(fā)現(xiàn)了一例恒星的超級X射線耀發(fā)，并引導(dǎo)了NASA的SWIFT和NICER空間望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行跟蹤觀測；探測到迄今最亮的伽馬射線暴的余輝輻射；完成了1/2全天X射線天圖的測繪。未來，萊婭將開展常規(guī)科學(xué)觀測，預(yù)計(jì)每半年可獲取一次完整的全天X射線天圖，發(fā)現(xiàn)新的X射線暫現(xiàn)天體和爆發(fā)天體，并將開展引力波X射線對應(yīng)體的搜尋。
中科院空間新技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星(SATech-01)的目標(biāo)是通過快速發(fā)射驗(yàn)證空間新材料、新器件、新技術(shù)，助力空間科技創(chuàng)新；孵化出具有重大科學(xué)意義、面向國家戰(zhàn)略需求的空間探測儀器和項(xiàng)目。衛(wèi)星平臺及載荷的經(jīng)費(fèi)均為自籌。萊婭的這一成果也表明空間新技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。
相關(guān)成果First Wide Field-ofview X-Ray Observations by a Lobster-eye Focusing Telescope in Orbit于近日發(fā)表在《天體物理學(xué)快報(bào)》(Astrophysical Journal Letter)上。
資料來源： 國家天文臺
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