日本的XRISM(X射線成像和光譜任務(wù),讀作"crism")天文臺(tái)預(yù)計(jì)將于8月25日(日本當(dāng)?shù)貢r(shí)間8月26日)發(fā)射升空,它將以前所未有的視角觀察宇宙中一些最熱的地方,盡管它所使用的儀器實(shí)際上比目前已知的最寒冷的宇宙地點(diǎn)還要冷。
XRISM"Resolve"儀器的威力
【資料圖】
位于馬里蘭州格林貝爾特的美國宇航局戈達(dá)德太空飛行中心的美國宇航局XRISM首席研究員理查德-凱利(Richard Kelley)說:"XRISM的"Resolve"儀器將讓我們以前所未有的程度窺探宇宙X射線源的構(gòu)成。我們預(yù)計(jì)會(huì)對(duì)宇宙中最熱的天體有許多新的認(rèn)識(shí),其中包括爆炸的恒星、黑洞和由黑洞驅(qū)動(dòng)的星系以及星系團(tuán)"。
通過這張信息圖探索宇宙的溫度,從絕對(duì)零度到目前達(dá)到的最高溫。XRISM任務(wù)的目標(biāo)包括超新星遺跡、擁有恒星質(zhì)量黑洞的雙星系統(tǒng)、由超大質(zhì)量黑洞驅(qū)動(dòng)的星系以及龐大的星系團(tuán)。資料來源:美國宇航局戈達(dá)德太空飛行中心/斯科特-維辛格
美國宇航局的一張新信息圖(見上圖)展示了宇宙溫度的巨大范圍。刻度的底部是絕對(duì)零度開爾文,即華氏零下 459.67 度(攝氏零下 273.15 度)。
XRISM 的"Resolve"儀器探測(cè)器的溫度僅比這高幾百分之一。它比回旋星云--已知最冷的自然環(huán)境--冷20倍,比深空的溫度冷約50倍,而深空的溫度只有宇宙中最古老的光--宇宙微波背景--才會(huì)變暖。
2022 年 12 月,XRISM 航天器在日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)的筑波太空中心進(jìn)行聲學(xué)測(cè)試。這些測(cè)試和其他測(cè)試證實(shí),航天器能夠承受火箭發(fā)射時(shí)的劇烈振動(dòng)和聲音。圖片來源:JAXA
功能與協(xié)作
由美國國家航空航天局(NASA)和日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)(JAXA)合作研制的"Resolve"儀器必須保持如此低的溫度,因?yàn)樗峭ㄟ^測(cè)量X射線照射探測(cè)器時(shí)產(chǎn)生的微小溫度升高來工作的。通過這些信息,天文學(xué)家可以了解到不同 X 射線能量(相當(dāng)于可見光的顏色)光源的亮度,并通過其獨(dú)特的 X 射線指紋(即光譜)來識(shí)別化學(xué)元素。
戈達(dá)德的 NASA XRISM 項(xiàng)目科學(xué)家布賴恩-威廉姆斯說:"利用目前的儀器,我們只能比較模糊地看到這些指紋。Resolve將有效地為X射線天體物理學(xué)提供一個(gè)帶放大鏡的光譜儀。"
團(tuán)隊(duì)成員 Stinger Ghaffarian Technologies 公司的 Lawrence Lozipone 和馬里蘭大學(xué)學(xué)院帕克分校的研究員 Yang Soong 正在為 X 射線成像和分光任務(wù)(XRISM)制作飛行鏡。嵌套的鋁制鏡片--每個(gè)X射線鏡組件有1624塊--為衛(wèi)星的科學(xué)儀器聚焦射入的X射線。資料來源:美國宇航局戈達(dá)德太空飛行中心
補(bǔ)充儀器
XRISM的另一個(gè)儀器名為Xtend,由日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)和日本大學(xué)共同開發(fā),是一個(gè)X射線成像儀,將與"Resolve"號(hào)同時(shí)進(jìn)行觀測(cè),提供互補(bǔ)信息。兩臺(tái)儀器都依賴于戈達(dá)德開發(fā)的兩個(gè)相同的 X 射線反射鏡組件。
XRISM 任務(wù)由日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)和美國國家航空航天局共同完成,歐洲航天局(ESA)也提供了支持。此外,加拿大航天局也參與了美國國家航空航天局在科學(xué)方面的貢獻(xiàn)。
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