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X射线天文学

发布时间: 2021-03-23 06:49:40

1. X射线天文卫星的简介

第一颗X射线天文卫星是1970年12月12日美国在肯尼亚发射的乌呼鲁卫星,该卫星原名“探险者42号”,又名“小型天文卫星1号”,因发射当天正值肯尼亚独立7周年纪念日而得名(兹瓦西里语意为“自由”)。
卫星上装有两个相互反向的X射线探测器,利用卫星的旋转进行了系统的X射线巡天,确定了约350个X射线源,发现了许多银河系中的X射线双星、来自遥远星系团的X射线,以及第一个黑洞候选天体——天鹅座X-1。
乌呼鲁卫星的观测取得了极大的成功,被认为是X射线天文学发展史上的一座里程碑。

2. "慧眼"号x射线空间天文卫星有何意义

国防科工局系统工程司副司长赵坚介绍,硬X射线调制望远镜卫星是我国首颗大型天文望远镜,能穿过星际物质的遮挡“看”到宇宙中的X射线,相当于我国在空间探测领域多了双眼睛。同时,卫星有效载荷由我国科研人员自主研制完成,在工程研制过程中,攻克了多项关键技术难关,实现了多项X射线探测和电子学技术的国产化。

为什么要观测宇宙中的X射线?在浩瀚的宇宙中,脉冲星、伽马射线暴、超新星遗迹、黑洞等都会辐射出X射线。如果接收到射线并加以分析,就能勾画出这些天体的轮廓。但由于X射线无法穿越地球大气层,科学家只能在高空或者大气层以外观测。也就是说,X射线望远镜能让人们窥见黑洞的神秘一角。

此次发射的卫星本体呈立方体构型,设计寿命4年,装载高能、中能、低能X射线望远镜和空间环境监测器等4个探测有效载荷,可观测1—250keV(千电子伏特)能量范围的X射线,主要工作模式包括巡天观测、定点观测等模式。

赵坚说,硬X射线调制望远镜卫星具有三大特点。一是基于我国学者原创的探测方法,采用直接解调成像方法,解决了低成本探测器高精度成像问题,实现宽波段、高灵敏度、高分辨率的空间X射线观测。二是有效载荷种类全、规模大,探测模式多,4个有效探测载荷共计包含25个探测器单机,能段基本覆盖整个X射线谱段,在世界现有X射线天文卫星中,具有先进的暗弱变巡天能力、独特的多波段快速光变观测能力。卫星可实现对伽马射线暴的全天监测,将成为国际上在300keV—3MeV(兆电子伏特)能区面积最大的伽马射线暴探测器。三是卫星平台服务保障能力要求高,为实现宽波段、高灵敏度、高分辨率的观测能力,加之载荷种类全、复杂性高,对平台提出更高的保障能力,如复杂的热控保障、对地测控与数传保障以及载荷长期工作下的能源保障能力等。

X射线天文卫星的研制始于美国。1970年,美国发射了第一颗X射线天文卫星,实现了X射线的巡天,开创了空间高能天文的新领域,打开了人类观测宇宙的新窗口。我国硬X射线调制望远镜卫星工程则于2011年3月立项。硬X射线调制望远镜卫星工程总师马世俊说,硬X射线调制望远镜卫星填补了我国空间X射线天文卫星研制的空白,实现了我国天文观测由地面观测到天地联合观测的跨越,铸就了我国天文学发展史上的里程碑,同时也推动了航天技术发展,大幅提升我国空间科学水平。

对银河系进行高灵敏度的巡天监测,可首次获得高能天体动态图景

目前,国际上在轨运行的X射线天文卫星共有7颗,与它们相比,我国的硬X射线调制望远镜卫星“牛”在哪儿?

硬X射线调制望远镜卫星系统载荷分系统专家宋黎明介绍,从工程和技术指标上来讲,硬X射线调制望远镜卫星在同类卫星中优势非常明显。首先,功能性能强,既能实现定点观测,又能对大天区进行扫描成像,还能监测空间的高能爆发源。第二,探测波段宽,利用三种探测器,实现了1—250keV的全覆盖。第三,探测面积大,尤其是高能X射线望远镜的探测面积超过了5000平方厘米,是国际上同能区面积最大的准直型望远镜。此外,卫星还具有工作模式多、平台高可靠的优点,在各种极端条件下都能可靠地完成观测、数据星上存贮和及时下传等工作,保证任务可顺利实施。

“硬X射线调制望远镜卫星将会对银河系进行高灵敏度、高频次的宽波段X射线巡天监测,大天区、大有效面积的宽波段X射线扫描巡天观测能力,可以更有效地发现处于暴发态的X射线暂现源,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。”宋黎明说。

此外,硬X射线调制望远镜卫星具有独特的研究X射线双星多波段X射线快速光变的能力,预期可以在黑洞和中子星双星的研究中获得许多新成果。同时,具有国际上硬X射线和伽马射线能段最大面积的探测器,硬X射线天文望远镜卫星成为这一能段天空中最灵敏的探测器。

“值得一提的是卫星在200keV—3MeV的全天监测能力。我们在卫星进入正样阶段后发现,在高能X射线望远镜正常的工作模式之外,通过对其光电倍增管的高压进行调整,可以用于对伽马射线暴的全天监测,因此增加了这一伽马射线暴监测模式。在200keV—3MeV能区,HXMT监测伽马射线暴的有效观测面积相比以往的设备可提高10倍左右。由于引力波暴也可能产生伽马射线暴,HXMT在搜寻引力波电磁对应体方面也具有重要意义和明显的国际竞争力。”宋黎明说。

面向全国征集观测提案,并将协同其他天文卫星联合观测

宋黎明介绍,作为我国首颗真正意义上的空间X射线望远镜和一个小型空间天文台,硬X射线调制望远镜卫星向中国的天文学家全面开放,面向全国征集科学观测提案,并引导我国和国外地面天文设备对高能活动天体开展多波段联合观测,实现天地一体联合观测。同时,也将协同国际上其他在轨运行的天文卫星,开展对重要天体的联合观测。

硬X射线调制望远镜卫星发射入轨之后的第五天将对科学仪器加电,开始为期5天的整体功能测试,然后进行为期140天的仪器性能测试、在轨标定观测和试观测,计划于今年11月进入常规科学观测。

赵坚介绍,目前,中国国家航天局正在会同有关单位编制《关于促进空间科学发展的指导意见》,后期将持续推进重大空间科学任务,深化论证并启动新的空间科学项目;强化空间科学关键技术预先研究;拓展空间科学领域国际合作。

为进一步推进我国空间科学的发展,“十三五”期间,我国将有4次重要的空间科学卫星和探测器实施发射。预计今年8月发射的中意电磁监测试验卫星,是用于监测获取空间电离层和磁场异常变化信息的试验卫星,研究地震前兆引发电离层和磁场变化的关联,从而反演地震预测模型。2018年完成研制并发射的中法海洋卫星,将获取海面风场、海浪等海洋动力环境参数,主要应用于海洋波浪预报、防灾减灾等领域。2021年左右完成研制并发射的中法天文卫星,将通过发现和快速定位各种伽马暴,星地联合完成伽马暴的电磁辐射性质的全面测量,为暗能量和宇宙演化研究提供基础观测数据。将在2020年发射探测和着陆巡视的火星探测器,一次实现“绕、落、巡”,为后续开展火星科学研究奠定基础。

3. X射线天文学的成就

X射线天文学的一个突出成就,就是将掠射光学原理应用于X射线天文,使大面积X光聚焦成像技术成为现实,制成了真正有研究价值的高分辨本领的X射线望远镜。它提供了把X射线的探测区域扩大到更遥远的宇宙深处的可能性。

4. 研制了世界上第一个宇宙X射线探测器的是

是美国航空航天局(NASA)。

乌呼鲁卫星(Uhuru),原名“X射线探测卫星”、“探险者42号”或“小型天文卫星1号”(SAS-1),是人类历史上第一颗X射线天文卫星,由美国于1970年12月12日在肯尼亚发射升空。发射当天正值肯尼亚独立7周年纪念日,因此得名Uhuru(兹瓦西里语意为“自由”)。乌呼鲁卫星的运行轨道近地点为520公里,远地点560公里,轨道倾角3度,周期96分钟。卫星上安装了两个相互反向的X射线正比计数器,能段范围为2-20keV,每个探测器接收面积为840平方厘米,用机械准直的方法分别构成0.5°×0.5°、5°×5°的视场,利用卫星周期为10分钟的自转对天空进行了扫描,确定了339个X射线源,包括X射线双星、超新星遗迹、星系团、塞弗特星系等等,还有第一个黑洞候选天体——天鹅座X-1。它还发现了星系团的弥散X射线辐射源。乌呼鲁卫星于1973年3月停止工作。这颗卫星取得了极大的成功,被认为是X射线天文学发展史上的一座里程碑。

所属组织:国家航空航天局
发射时间:1970年12月12日
任务时长:1973年3月

5. X射线天文卫星的设计目的是什么

X射线天文卫星是以观测天体的X射线辐射为主要目的的人造卫星,是X射线天文学的主要研究设备。第一颗X射线天文卫星是1970年12月12日美国在肯尼亚发射的乌呼鲁卫星,该卫星原名“探险者”42号,又名“小型天文卫星”1号。除了乌呼鲁卫星以外,1970年代至1980年代,各国还相继发射了一系列X射线天文卫星,包括英国的羚羊5、荷兰天文卫星、美国的小型天文卫星3号、高能天文台1号(1977年)和高能天文台2号(又名“爱因斯坦卫星”)、欧洲的X射线天文卫星、日本的银河卫星等。其中1978年发射的爱因斯坦卫星首次采用了大型掠射式X射线望远镜,能够对X射线源进行成像,是20世纪70年代取得成果最多的X射线卫星。

6. x射线为什么是天体

x射线是电磁波,不是天体。
天文学家用x波段接收到的x射线,
来自于外太空。判断是由天体发射的。
当然,也可能是外星人发射的。

7. 宇宙中最亮的X射线源之迷讲的是什么

1962年,人们发现了银河系中最亮的X射线之一天蝎座X-1。它是在天蝎座方向发现的第一个这种天体。1960年,天文学家发现了与这个X射线相对应的光学天体,是一颗十三等的蓝色的暗弱天体。这颗星有非常迅速的“闪烁”变化(即在闪光中,会发生短时间内突然光亮耀眼,而后逐渐趋于柔和的现象),辐射能量比太阳X射线能量大1亿亿倍。1975年,人们又证实它是个双星系统,其中的伴星是颗白矮星或中子星。

X射线源是指宇宙中发射X射线的天体。1970年,世界上第一颗X射线卫星“乌呼鲁”发射成功。从那以后,又发射了专门研究X射线的天文卫星,这类天体有的是星,有的却并不是星,所以天文学称“X射线源”,而不叫“X射线星”。大多数X射线源在银河系内,还有一部分在银河系外。银河系内的X射线辐射,还来自黑洞。对于天蝎座X-1的全部情况还不甚了解。

8. X射线天文学在偏微分方程中的应用 有相关的书籍给推荐几本吗最好有PDF格式的

东西德腐蚀时,当时的民主德国已经发生剧变,丧失 社会主义国家制度,东西德在社会制度和意识形态上已经没有了大的差异,因此统一很顺利。
南北朝鲜则不同,虽然冷战已经结束,但是北朝鲜仍然是社会主义国家,南朝鲜是资本主义国家,虽然双方达成了民族和解,双方在意识形态和社会制度上尖锐对立,互不相让,加上美国为维持其在东亚的战略利益及对北朝鲜政权的敌视,不支持朝鲜半岛统一,使得朝鲜半岛至今不能统一,成为冷战的活化石

9. 乌呼鲁卫星是第一颗X射线天文卫星吗

乌呼鲁卫星原名“X射线探测卫星”、“探险者”42号或“小型天文卫星”1号,是人类历史上第一颗X射线天文卫星,由美国于1970年12月12日在肯尼亚发射升空。发射当天正值肯尼亚独立7周年纪念日。乌呼鲁卫星的运行轨道近地点为520千米,远地点560千米,轨道倾角3°,周期96分钟。卫星上安装了2个相互反向的X射线正比计数器,能段范围为2-20keV,每个探测器接收面积为840平方厘米,用机械准直的方法分别构成0.5°0.5°、5°5°的视场,利用卫星周期为10分钟的自转对天空进行了扫描,确定了339个X射线源,包括X射线双星、超新星遗迹、星系团、塞弗特星系等,还有第1个黑洞候选天体——天鹅座X-1。它还发现了星系团的弥散X射线辐射源。乌呼鲁卫星于1973年3月停止工作。这颗卫星取得了极大成功,被认为是X射线天文学发展史上的一座里程碑。