第一颗测量“宇宙”的成像 X 射线偏振探测器卫星马上“出发”

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X射线天文学是用X射线研究天体的一门学科。天体的X射线受到地球大气的严重阻碍,要用卫星进行探测。因此,虽然 X射线的探测始于二十世纪四十年代,但是,成为一门学科,则是人造地球卫星上天以后的事。

美国宇航局的成像 X 射线偏振探测器(IXPE)航天器,在一系列验证航天器健康状况的“活性”测试之后,团队将结构与有效载荷适配器配对——一个连接航天器和火箭顶部的环。接下来,安装了多层绝缘材料,为太空中的航天器提供热保护。

该任务计划不早于美国东部时间 2021年12 月 9 日星期四凌晨 1 点,由 SpaceX Falcon 9 火箭从佛罗里达州 NASA 肯尼迪航天中心的 39A 发射场发射。IXPE 是第一颗致力于测量来自各种宇宙源(例如黑洞和中子星)的 X 射线偏振的卫星。

在移除光学和敏感仪器罩等物品后,将机头整流罩和航天器放在一起,标志着任务的一项重大成就:封装。

测试设施检查成像 X 射线偏振探测器航天器。

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“这是当你将航天器与火箭配对时,所以它是两半在一起的,”位于肯尼迪的NASA 发射服务计划发射场集成经理布雷特珀金斯(Brett Perkins)说。“航天器有几个关键的提升操作。你必须非常小心和有条不紊;在这段时间内,许多硬件汇集在一起。

“IXPE 正在填补偏振 X 射线的数据空白”珀金斯(Brett Perkins)说“我们缺少信息,这项任务只是更大图景的一小部分,以最大努力,了解更多关于宇宙及其运作方式的信息。”

IXPE 团队准备好进行测试的工艺

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进行有效载荷集成和测试。

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美国宇航局开创性的成像 X 射线偏振探测器(IXPE)任务于 2021年12 月 9 日启动时,这将成为首席研究员马丁·魏斯科普夫(Martin Weisskopf) 另一个职业里程碑。

三十多年前,魏斯科普夫作为项目科学家领导了美国宇航局钱德拉 X 射线天文台的开发和发射——他今天继续担任这个角色。IXPE 很快将补充和发展钱德拉(Chandra)的工作,通过以新的方式探索恒星、星系和其他天体的性质,向前迈出大胆而独特的一步。

但 Weisskopf 对 X 射线的迷恋可以追溯到 1969 年他的第一份研究生工作,首先是博士后,然后是纽约哥伦比亚大学的助理教授,从事 X 射线天文学的早期实验。

“50 多年后,X 射线研究对我来说仍然像以往一样引人注目,”他说。

1999 年,钱德拉(Chandra)对任何科学家来说都将是一项巅峰成就,但魏斯科普夫表示,带领 IXPE 完成其为期两年的太空任务也同样令人满意。


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与意大利航天局合作,美国宇航局最新的 X 射线收集器将测量来自一些能量最高的宇宙物体的 X 射线的极化 - 从残余的爆炸恒星到超大质量黑洞及其强大的高能粒子射流 - 以进一步我们对宇宙及其运作方式的理解。偏振是 X 射线和其他类型电磁波的一种特性。它描述了波在空间中传播时电部分的方向。但是,如果没有合适的工具,就不可能观察到偏振 X 射线。

IXPE 是 NASA 探索各种 X 射线源偏振特征的第一个任务。IXPE 的极化测量将为科学家们对这些辉煌而奇异的物体、它们的周围环境以及在地球实验室无法重现的条件下发生的自然过程的理解增加新的和独特的细节水平。

这很适合位于阿拉巴马州亨茨维尔的 NASA 马歇尔太空飞行中心的天文学首席科学家,魏斯科普夫(Weisskopf),他在那里领导了钱德拉(Chandra)和 IXPE 的开发、建造和测试。

“科学是一项全面的智力运动,”他说。“你必须提前计划,但也要快速思考,”他说。“我像打篮球一样玩科学——用我的肘部让你偏离位置,总是在寻找意想不到的前进方向。”

例如,他热衷于“磁星的超磁化恒星残骸”观测。磁星是一种孤立的中子星——一颗比我们的太阳大许多倍的爆炸恒星被压碎的、城市大小的残骸。磁星的与众不同之处在于其磁场中的巨大能量库,这是宇宙中已知的最强能量库。

“通过用 IXPE 研究磁星,我们可以验证这些磁场的大小,并测试它们是如何由这些坍缩的星体产生的,”他说。

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魏斯科普夫(Weisskopf)在1992年获得美国宇航局杰出服务奖章,并在1999年获得美国宇航局科学成就奖章。2001年获美国航空航天学会赫尔曼·奥伯斯奖,2004年获美国天文学会罗西奖,2006年获国际光学工程学会乔治·w·戈达德奖。魏斯科普夫(Weisskopf)还是美国物理学会、国际光学工程学会和美国天文学会的会员。

魏斯科普夫(Weisskopf)指出,世界各地的科学家将对IXPE进行数十年的研究,但真正让他兴奋的不是验证现有模型或概念。

“我最想要的是能够推翻我们的理论的发现,”魏斯科普夫(Weisskopf)说。

“当我们发现不一致的证据、与预期背道而驰的行为时,科学是最令人兴奋的。当我们不知道到底发生了什么时,这就是乐趣开始的时候。”

(完)

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页面更新:2024-04-27

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