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X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜

2018-08-03 19:09:29   作者:朱川   来源:中国天文快讯   分享:扫描到手机

X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜,1999年,欧洲航天局(ESA)发射了“有史以来最强大的X射线望远镜”。近二十年来,X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜通过热X射线探测了宇宙,寻找了暗物质,监测黑洞,观测明亮的星系中心,观察太阳系中的行星。X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜被称为“欧洲X射线天文学的旗舰”。

 X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜

 X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜   上图描绘了XMM-Newton在X射线中看到的银河系中心。   1999年,欧洲航天局(ESA)发射了“有史以来最强大的X射线望远镜”。近二十年来,X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜通过热X射线探测了宇宙,寻找了暗物质,监测黑洞,观测明亮的星系中心,观察太阳系中的行星。X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜被称为“欧洲X射线<a href=https://skynews.china-vo.org/ target=_blank class=infotextkey>天文</a>学的旗舰”。   使命   X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜携带三个先进的X射线望远镜。每个都包含58个高精度嵌套镜面,这些镜面为X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜提供了几乎与网球场大小相当的X射线收集区域,高精度嵌套镜面的单个宽度为30厘米。   每个桶形望远镜包含有58个薄薄的镜子,这些镜子弯曲成圆柱体,像俄罗斯娃娃一样互相嵌套在一起。镜子相距仅25微米,这一距离约为人类头发宽度的四分之一。这些镜子帮助天文学家以前所未有的精确度进行长时间的不间断观测。   X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜于1999年12月10日在法属圭亚那的欧洲航天局Kourou太空港发射升空,目前位于一个高度椭圆轨道上,绕地球一周需要48小时。X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜飞行于高度偏心的轨道,X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜能够在地球周围的辐射带之外停留40小时,这就确保提供最长的观测周期,X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜的大部分时间都位于地球的阴影之外。X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜的轨道周期恰好是地球旋转周期长度的两倍,因此,X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜能够与澳大利亚Kourou和Yatharaga的地面站保持最佳联系。   XMM-Newton望远镜的命名是为了纪念世界上最杰出的科学家之一艾萨克·牛顿爵士。牛顿是数学,光学和物理学等现代科学的奠定人,他对天文学的理论和实践均产生了重大影响。   “我们之所以选择这个名字,是因为艾萨克·牛顿爵士发明了光谱学,XMM-Newton望远镜正是执行光谱学的使命”,欧洲航天局科学主任罗杰在一份声明中说。 “牛顿的名字与掉落的苹果有关,这个故事已经成为了重力的象征,我希望我们能找到使用X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜大量的黑洞。“   虽然X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜已有近二十年的历史,但据ESA称,其设备的退化程度相当缓慢。X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜还能够继续工作十年。目前最大的限制因素是燃料。根据保守估计,X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜应该在2029年左右耗尽燃料,其寿命将达到30年。欧洲航天局正在开发一种新仪器,即雅典娜X射线天文台,雅典娜X射线天文台计划于2028年发射。   科学   X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜旨在研究一些暴虐的太空现象。X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜能够帮助人们详细研究宇宙源的X射线发射特征,如星系团,星爆星系,活动星系核,黑洞,中子星和脉冲星。   “一些天体是突出的X射线发射器,但较为微弱。甚至看不见,”NASA表示。 “因此,对这些天体进行高质量的X射线观测非常重要,目前还不能用其他观测技术获得的数据取代。”   X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜还可以研究超新星残骸,以及恒星之间的热物质和吸收X射线的冷气体。它甚至可以研究太阳系中的物体,例如彗星和气体巨行星上的极光活动。   欧洲航天局的X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜发现了一颗脉冲星 - 一颗曾经巨大的恒星的旋转残骸 - 比以前想象的要亮1000倍。   经过17年的观察,研究人员利用X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜发表了5000多篇科学论文。   根据欧空局的一份声明,“X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜已成为欧空局历史上最多产的天文学研究之一”。 “基于通过XMM-Newton观测收集的数据,产生的研究成果覆盖了几乎所有天文学领域。”   X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜的亮点包括:   在“明亮”和“安静”模式之间切换的脉冲星。用X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜和地基射电望远镜同时观测脉冲星PSR B0943 + 10,可以看出,当它在X射线中很明亮时,它在无线电波中是安静的,反之亦然。   “这种脉冲星的行为非常惊人。就好像它有两个截然不同的个性,”该研究的共同作者、曼彻斯特大学物理与天文学院斯特佩斯说。   观察暗物质。暗物质和暗能量分别占宇宙的25%和70%,通过X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜观察中心拥有一个超大质量黑洞的大质量星系,研究人员发现了位于太阳和遥远星系之间的漫射迹象。   荷兰空间研究所科学家卡斯特拉在一份声明中说:“X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜成功发现重子,这一成果将开启重子研究的大门。”   X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜和美国国家航空航天局的钱德拉X射线天文台,共同帮助研究人员发现了一颗恒星,这颗恒星正在被黑洞吞噬,时间持续了十多年。观察结果表明,这可能是有史以来最大的一颗被撕裂的星星。   新罕布什尔州达勒姆市新罕布什尔大学在一份声明中说:“我们目睹了一颗明星壮观而长期的消亡过程。” “自20世纪90年代以来,已经发现了数十次黑洞吞噬事件,但没有一次能像这一次一样持续很长时间。”   X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜帮助观测了木星的极光。极光是由带电的原子粒子流与行星、月球或恒星的大气层碰撞引起的,通常发生于星球的南北极点。在地球上,两组极光相互类似;当北极光照亮时,南方也会照亮。   但是当研究人员使用X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜和钱德拉望眼镜观察木星极地极光产生的高能X射线时,他们发现,木星南极光每11分钟爆发一次,但木星北极光的爆发过程极不稳定。   “这是一个突破性的发现,如果没有X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜,我们无法得到这一发现,”X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜的ESA项目科学家诺贝特在一份声明中说。 “X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜对这项研究至关重要,牛顿望远镜提供了高光谱分辨率的详细数据,帮助研究人员探索了极光的鲜艳色彩,并找出所涉及粒子的细节:如移动速度,化学成分等。“
上图描绘了XMM-Newton在X射线中看到的银河系中心。
 
1999年,欧洲航天局(ESA)发射了“有史以来最强大的X射线望远镜”。近二十年来,X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜通过热X射线探测了宇宙,寻找了暗物质,监测黑洞,观测明亮的星系中心,观察太阳系中的行星。X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜被称为“欧洲X射线天文学的旗舰”。
 
使命
 
X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜携带三个先进的X射线望远镜。每个都包含58个高精度嵌套镜面,这些镜面为X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜提供了几乎与网球场大小相当的X射线收集区域,高精度嵌套镜面的单个宽度为30厘米。
 
每个桶形望远镜包含有58个薄薄的镜子,这些镜子弯曲成圆柱体,像俄罗斯娃娃一样互相嵌套在一起。镜子相距仅25微米,这一距离约为人类头发宽度的四分之一。这些镜子帮助天文学家以前所未有的精确度进行长时间的不间断观测。
 
X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜于1999年12月10日在法属圭亚那的欧洲航天局Kourou太空港发射升空,目前位于一个高度椭圆轨道上,绕地球一周需要48小时。X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜飞行于高度偏心的轨道,X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜能够在地球周围的辐射带之外停留40小时,这就确保提供最长的观测周期,X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜的大部分时间都位于地球的阴影之外。X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜的轨道周期恰好是地球旋转周期长度的两倍,因此,X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜能够与澳大利亚Kourou和Yatharaga的地面站保持最佳联系。
 
XMM-Newton望远镜的命名是为了纪念世界上最杰出的科学家之一艾萨克·牛顿爵士。牛顿是数学,光学和物理学等现代科学的奠定人,他对天文学的理论和实践均产生了重大影响。
 
“我们之所以选择这个名字,是因为艾萨克·牛顿爵士发明了光谱学,XMM-Newton望远镜正是执行光谱学的使命”,欧洲航天局科学主任罗杰在一份声明中说。 “牛顿的名字与掉落的苹果有关,这个故事已经成为了重力的象征,我希望我们能找到使用X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜大量的黑洞。“
 
虽然X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜已有近二十年的历史,但据ESA称,其设备的退化程度相当缓慢。X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜还能够继续工作十年。目前最大的限制因素是燃料。根据保守估计,X射线多镜任务(XMM)牛顿望远镜应该在2029年左右耗尽燃料,其寿命将达到30年。欧洲航天局正在开发一种新仪器,即雅典娜X射线天文台,雅典娜X射线天文台计划于2028年发射。
 
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