爱因斯坦探针卫星FXT成像性能优异 兼具高能量高时间分辨能力

发布时间:2024-05-31 01:09:08 来源: sp20240531

   中新网 北京5月2日电 (记者 孙自法)中国空间科学卫星爱因斯坦探针(EP)首批在轨探测图像,近日在2024中关村论坛空间科学论坛上发布,广受关注。

  记者5月2日从中国科学院高能物理研究所(高能所)获悉,作为爱因斯坦探针卫星两大X射线科学载荷之一,由该所牵头承担的后随X射线望远镜(FXT)在首批发布图像中已展示出优异的X射线成像性能,同时兼具高能量分辨与高时间分辨能力。

  爱因斯坦探针卫星的有效载荷包括“龙虾眼”式宽视场X射线望远镜(WXT)和“Wolter-I”型后随X射线望远镜(FXT),后者因其英文缩写与中文“风行天”拼音缩写相同而被项目团队作为昵称,它是一台中国主导的国际合作空间X射线望远镜,由中国科学院高能所承担研制、中国科学院理化技术研究所参与、欧洲空间局和德国马克斯·普朗克地外物理研究所通过国际合作方式参与,中欧科技人员共同研制并开展相关空间X射线天文研究。

4月27日,爱因斯坦探针卫星首席科学家、中国科学院国家天文台袁为民研究员在2024中关村论坛空间科学论坛上,发布并介绍卫星FXT在轨探测到的蟹状星云图像。 中新网 记者 孙自法 摄

  项目团队解读介绍说,首批公布的FXT在轨科学探测图像共6幅,包括超新星遗迹蟹状星云(Crab)和巨椭圆星系M87的观测图像。

  其中,超新星遗迹蟹状星云的前身星于公元1054年7月4日爆发,曾被中国宋代天文学家观测到并详细记载下来——在金牛座天关星附近星空突降“客星”,其异常明亮。正是这颗“天关客星”爆发后的“遗骸”经千年演化,形成了现在人类观测到的蟹状星云。

  蟹状星云在X射线波段发出强烈辐射,致使很多X射线天文望远镜产生严重的光子堆积效应,使图像亮度饱和而产生畸变。为此,FXT项目团队对探测器进行创新性开发,针对亮天体源专门设计了开窗和时变两种科学观测模式。此次公布图像清晰展现蟹状星云的全貌,图像中心处的亮点即为年轻而有活力的蟹状星云脉冲星,周围陀螺状的光斑为脉冲星发出的高能粒子与周围物质作用而产生的脉冲星风云。

FXT观测巨椭圆星系M87所得图像。中国科学院高能所/供图

  针对室女座(Virgo)星系团中明亮的巨椭圆星系M87的观测,FXT采用全帧科学观测模式直接获得M87图像,不同于光学图像,其在X射线能段观测到M87内存在大量弥散的热气体。研究发现,M87的中心亮斑来自于星系中心活动星系核的辐射,向外还伸出两个臂状结构,这是由于该星系核活动所产生的射电气体喷流把冷气体裹挟出来,冷气体密度大,而使辐射增强,最终形成明亮的臂状结构。

  FXT还在M87外围清楚观测到表面亮度发生阶跃变化,形成“冷锋”。与美国、欧洲及日本等国际同类型X射线望远镜相比,FXT视场是一个完整的整体,没有用多片探测器进行拼接,因而视场内没有缝隙。同时,FXT以视场大的优势,对M87外围的“冷锋”结构一览无余,甚至还可以看到更外围来自于室女座星系团气体的X射线辐射。

资料图:EP-FXT团队在西昌卫星发射中心合影。中国科学院高能所/供图

  项目团队总结说,初步在轨测试结果表明,爱因斯坦探针卫星FXT科学载荷的功能性能指标均达到或超出设计要求。下一阶段,FXT将继续按照既定计划开展并完成在轨详细标定。正式交付运行后,FXT将成为探索宇宙X射线辐射的利器。(完)

【编辑:田博川】