IT之家 12 月 25 日消息，據(jù)中國科學(xué)院國家天文臺消息，中科院空間新技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星 SATech-01 的首個(gè)正式發(fā)表的成果近日在線刊出。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。
國家天文臺表示，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)，并成功實(shí)現(xiàn)了在軌實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。首批結(jié)果以“首次龍蝦眼聚焦望遠(yuǎn)鏡的大視場 X 射線在軌觀測”為題在國際著名期刊《天體物理學(xué)快報(bào)》上發(fā)表。
傳統(tǒng)的 X 射線聚焦望遠(yuǎn)鏡觀測視場很小，一般在 1 度以下。40 多年前國際上提出了微孔龍蝦眼成像的概念，可以實(shí)現(xiàn)大視場的 X 射線聚焦成像。盡管光子接收面積遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)的望遠(yuǎn)鏡，龍蝦眼望遠(yuǎn)鏡具有大觀測視場的優(yōu)勢，可以對一個(gè)大的天區(qū)范圍內(nèi)天體的活動(dòng)同時(shí)進(jìn)行監(jiān)測，是 X 射線時(shí)域天文學(xué)所追求的下一代設(shè)備。但由于研制困難，這一目標(biāo)長期未能實(shí)現(xiàn)。近二十年多來，國際上幾個(gè)著名空間科學(xué)機(jī)構(gòu)及實(shí)驗(yàn)室都在開展微孔龍蝦眼技術(shù)的研發(fā)。以中科院國家天文臺張臣和凌志興為帶頭人的團(tuán)隊(duì)自 2011 年起開展了該技術(shù)的研發(fā)，通過自主創(chuàng)新，掌握了該技術(shù)的原理和應(yīng)用，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)。在國家自然科學(xué)基金委和中科院天文聯(lián)合基金支持下，國家天文臺與北方夜視集團(tuán)有限公司合作，突破關(guān)鍵技術(shù)，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，國家天文臺成功研制出龍蝦眼聚焦鏡，并由中科院上海技物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 載荷的一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K。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)。這也我國科學(xué)家創(chuàng)新性的 CMOS 應(yīng)用于空間 X 射線天文探測，屬國際首次。
今年 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。
IT之家了解到，國家天文臺 EP 衛(wèi)星科學(xué)中心利用萊婭的在軌開機(jī)測試觀測，首次獲得了一批天體的大視場 X 射線實(shí)測圖像和能譜。結(jié)果顯示，單次（約 13 分鐘）的觀測就能夠同時(shí)探測到多個(gè)方向上的 X 射線源，包含了黑洞和中子星 X 射線雙星。同時(shí)，從數(shù)據(jù)中還能獲得這些天體 X 射線輻射強(qiáng)度隨時(shí)間變化的信息，以及天體的 X 射線能譜。觀測結(jié)果與仿真結(jié)果高度一致。
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)行了跟蹤觀測；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。
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