SpaceX为NASA发射全球首颗“测量宇宙”专用卫星,帮助研究黑洞和中子星

壹恣穿云箭 2021-12-09 21:55:06

美国当地时间12月9日凌晨1点(北京时间12月9日14点),SpaceX成功执行了NASA的IXPE任务,将X射线偏振测量成像探测器送入预定轨道。

执行任务的仍然是SpaceX家稳如老狗的猎鹰9号火箭,火箭芯一级编号为B1061,它于2020年11月15日首飞,执行NASA的Crew-1机组任务,将4名宇航员送往国际空间站,之后它又成功飞行了3次。本次发射大约10分钟后,它第5次安全回到无人船甲板,整流罩也被成功回收。

据外媒报道,SpaceX为本次发射收费5千万美元,相比另一家竞争对手6千5百万美元的报价,NASA于情于理都会选择SpaceX。

早在上世纪四十年代,天文科学家们就利用宇宙源的X射线研究天体,地球大气层的保护机制,阻隔了这些来自宇宙的射线,但这也不可避免的对天文研究造成了影响。直到人造卫星越来越多的进入太空,X射线天体研究才正式成为一门天文学科被重视起来。

耗资2.14亿美元的IXPE任务是NASA“小型探险者级科学任务系列”的一部分,IXPE探测器将测量来自遥远宇宙源的X射线的偏振信号并成像,探测目标包括了超大质量的黑洞、超新星残骸、中子星和银河系内外的其他高能量天体。

在当前科技条件下,尚没有任何设备可以观测到这些高能量天体周围的真实环境状况,也无法在地球上进行模拟实验。

好在X射线和其他类型电磁波都有一种被称为“偏振”的特性,通过捕捉X射线的偏振(简单说,这代表了电粒子散射的方向)并成像,可以让科学家真实的“看到”天体周围的实际环境,帮助他们研究为这些神秘的高能量天体提供动力的结构和机制,但前提是如何捕捉收集和测量——IXPE探测器正是完成这项工作所必须的工具,作为全球首颗专门用于测量X射线偏振并成像的人造卫星,它是天文X射线数据采集上的里程碑。

约5.2米长的IXPE探测器,在顶端共搭载了3个X射线反射镜模块,可以收集X射线并传递给探测器,探测器对进入的X射线进行拍摄成像,并测量偏振数量和方向,数据随后会被汇总处理,传输回地面。

“IXPE将为我们提供两个全新的测量结果,这将填补相关数据的空白,帮助我们了解宇宙中一些最具戏剧性和超级能量爆发的事件是如何发生的,”该任务的副首席研究员布赖恩说,“我们正在研究黑洞和爆炸的恒星,观察到超过地球磁场一亿倍的强烈磁场,所以我们渴望尽快开始探索这些非常奇妙的X射线源的奥秘。”

在探索未知事物的过程里,发现一些与预期不一致的行为和证据时,用科学手段去制造出工具,找寻真正的答案,正是乐趣的开始——IXPE探测器也许将开启一扇新窗口,让我们用一种新的视角去观察和了解宇宙及其运作方式。

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