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X射線成像偏振探測(cè)器任務(wù):推進(jìn)太空探索的邊界

時(shí)間:2022-04-26 14:35:24 來(lái)源: cnBeta.COM


IXPE是一個(gè)與意大利航天局(ASI)合作開(kāi)發(fā)的天基觀測(cè)站。它包含三個(gè)相同的望遠(yuǎn)鏡,每個(gè)望遠(yuǎn)鏡的焦點(diǎn)處都有一個(gè)對(duì)光偏振敏感的X射線成像探測(cè)器。有了這些裝備,IXPE可以探索我們宇宙中一些最明亮的宇宙X射線源,如脈沖星、黑洞和中子星。在為期兩年的基線任務(wù)中,IXPE將在第一年開(kāi)始研究幾十個(gè)X射線源,隨后將在第二年對(duì)所選目標(biāo)進(jìn)行更詳細(xì)的觀測(cè)。

這個(gè)多國(guó)項(xiàng)目構(gòu)想于2017年,在2021年成為現(xiàn)實(shí),因?yàn)橛袔讉€(gè)空間機(jī)構(gòu)參與其中,共同實(shí)現(xiàn)任務(wù)的不同方面。最近發(fā)表在《天文望遠(yuǎn)鏡儀器和系統(tǒng)雜志》(JATIS)上的一篇文章,詳細(xì)描述了IXPE的光學(xué)和探測(cè)器以及任務(wù)的科學(xué)目標(biāo)。

IXPE由可重復(fù)使用的獵鷹9號(hào)火箭從肯尼迪航天中心發(fā)射到高度為600公里的軌道上。選擇這個(gè)軌道是為了減少帶電粒子背景,最大限度地延長(zhǎng)探測(cè)器的壽命,并允許更容易地定期下載數(shù)據(jù)到主要和備用地面站(分別為肯尼亞和新加坡)。觀測(cè)站使用一個(gè)由12個(gè)太陽(yáng)傳感器組成的陣列、一個(gè)三軸磁力計(jì)和兩個(gè)星體跟蹤器來(lái)維持其在空間的路線。

IXPE觀測(cè)站中的每個(gè)望遠(yuǎn)鏡都包括一個(gè)反射鏡模塊組件(MMA)。MMA將X射線聚焦到對(duì)偏振敏感的探測(cè)器單元(DU)。DU反過(guò)來(lái)通過(guò)提供時(shí)間信息和偏振敏感度數(shù)據(jù)來(lái)幫助確定能量和位置。DU收集的信息被轉(zhuǎn)發(fā)到探測(cè)器服務(wù)單元(DSU),該單元處理數(shù)據(jù)并將其傳輸?shù)降孛?。在發(fā)射后,一個(gè)輕巧的、可盤(pán)繞的吊桿被展開(kāi),以確保正確的焦距,并將MMAs與DUs對(duì)齊。此外,機(jī)上還有一個(gè)尖端傾斜旋轉(zhuǎn)機(jī)制,它也可以用來(lái)對(duì)準(zhǔn)鏡子和探測(cè)器。

在對(duì)準(zhǔn)和校準(zhǔn)的初始階段之后,IXPE開(kāi)始執(zhí)行其基線任務(wù),提供各種來(lái)源的高質(zhì)量偏振數(shù)據(jù)。第一批成像數(shù)據(jù)已于2月報(bào)告。IXPE團(tuán)隊(duì)預(yù)計(jì),最引人注目的早期圖像將可能來(lái)自殼型超新星的殘余物(一種超新星,其大部分輻射來(lái)自受激物質(zhì)的殼層)。他們相信IXPE也將能夠?qū)钴S的星系、銀河系的星系中心和 blazars(一種發(fā)射強(qiáng)大的電離物質(zhì)和輻射噴流的星系)進(jìn)行成像。這將提供一個(gè)機(jī)會(huì),通過(guò)探索新的特別感興趣的源類型來(lái)獲得物理洞察力,從而進(jìn)一步推動(dòng)觀測(cè)的發(fā)展。

“天體物理學(xué)界一直在期待這種能力--IXPE通過(guò)提供比以前的空間X射線偏振儀高幾個(gè)數(shù)量級(jí)的靈敏度,為X射線天空打開(kāi)了一扇新的窗口,”JATIS的副編輯Megan Eckart說(shuō)。

作為科學(xué)和工程的一個(gè)奇跡,IXPE將為許多天文來(lái)源提供關(guān)于X射線偏振的第一手資料。憑借其最先進(jìn)的望遠(yuǎn)鏡和探測(cè)器,IXPE有可能擴(kuò)大我們對(duì)宇宙知識(shí)的視野。


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