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X射线成像偏振探测器任务:推进太空探索的边界

2022-04-26 08:12:50 cnBeta.COM
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IXPE是一个与意大利航天局(ASI)合作开发的天基观测站。它包含三个相同的望远镜,每个望远镜的焦点处都有一个对光偏振敏感的X射线成像探测器。有了这些装备,IXPE可以探索我们宇宙中一些最明亮的宇宙X射线源,如脉冲星、黑洞和中子星。在为期两年的基线任务中,IXPE将在第一年开始研究几十个X射线源,随后将在第二年对所选目标进行更详细的观测。

这个多国项目构想于2017年,在2021年成为现实,因为有几个空间机构参与其中,共同实现任务的不同方面。最近发表在《天文望远镜仪器和系统杂志》(JATIS)上的一篇文章,详细描述了IXPE的光学和探测器以及任务的科学目标。

IXPE由可重复使用的猎鹰9号火箭从肯尼迪航天中心发射到高度为600公里的轨道上。选择这个轨道是为了减少带电粒子背景,最大限度地延长探测器的寿命,并允许更容易地定期下载数据到主要和备用地面站(分别为肯尼亚和新加坡)。观测站使用一个由12个太阳传感器组成的阵列、一个三轴磁力计和两个星体跟踪器来维持其在空间的路线。

IXPE观测站中的每个望远镜都包括一个反射镜模块组件(MMA)。MMA将X射线聚焦到对偏振敏感的探测器单元(DU)。DU反过来通过提供时间信息和偏振敏感度数据来帮助确定能量和位置。DU收集的信息被转发到探测器服务单元(DSU),该单元处理数据并将其传输到地面。在发射后,一个轻巧的、可盘绕的吊杆被展开,以确保正确的焦距,并将MMAs与DUs对齐。此外,机上还有一个尖端倾斜旋转机制,它也可以用来对准镜子和探测器。

在对准和校准的初始阶段之后,IXPE开始执行其基线任务,提供各种来源的高质量偏振数据。第一批成像数据已于2月报告。IXPE团队预计,最引人注目的早期图像将可能来自壳型超新星的残余物(一种超新星,其大部分辐射来自受激物质的壳层)。他们相信IXPE也将能够对活跃的星系、银河系的星系中心和 blazars(一种发射强大的电离物质和辐射喷流的星系)进行成像。这将提供一个机会,通过探索新的特别感兴趣的源类型来获得物理洞察力,从而进一步推动观测的发展。

“天体物理学界一直在期待这种能力--IXPE通过提供比以前的空间X射线偏振仪高几个数量级的灵敏度,为X射线天空打开了一扇新的窗口,”JATIS的副编辑Megan Eckart说。

作为科学和工程的一个奇迹,IXPE将为许多天文来源提供关于X射线偏振的第一手资料。凭借其最先进的望远镜和探测器,IXPE有可能扩大我们对宇宙知识的视野。

责任编辑:bH_03116

关键词: 科学探索 X射线成像偏振探测器任务推进太空探索的边界

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