2017年6月15日,伴随着西部戈壁滩上的一声巨响,我国在酒泉卫星发射中心成功发射硬X射线调制望远镜(Hard X-ray Modulation Telescope,简称HXMT)卫星“慧眼”。

紧接着的一星期,慧眼上的高能、中能、低能3组X射线望远镜陆续开机,下传数据良好,在轨测试和数据分析工作紧张有序地进行。

慧眼如“矩”巧识星

1. 慧眼是谁?上天之后能做什么?

2. 什么是硬X射线,什么又是硬X射线的调制呢?

在这一过程中,那些望远镜遇到了一块难啃的硬骨头,就是X射线。X射线是能量在1~250千电子伏之间的电磁波,其中能量在20~250千电子伏之间的就是硬X射线。由于X射线光子能量很高,打在镜面上更容易被吸收或者直接通过,而不是发生反射或折射,就像将一块巨石投入水中,只会直直地沉到水底,并不会打出水漂,所以,X射线源的成像观测一度很难开展。

面对这个世界级难题,20世纪90年代初,中国科学院高能物理研究所的李惕碚和吴枚发展了直接解调方法。他们没有在镜面上做文章,转而用简单成熟的准直型望远镜对X射线进行扫描探测,结合量身打造的图像处理算法,让X射线源成像。这种方法就叫调制。在此基础上,我国提出建造和发射HXMT的构想。

3. 目前,国际上有十几颗X射线天文卫星正在工作,慧眼还会有新发现吗?

慧眼早就架设了中能X射线(能量范围5~30千电子伏)望远镜和低能X射线(能量范围1~15千电子伏)望远镜,加上高能X射线(能量范围20~250千电子伏,也就是硬X射线能段)望远镜,多管齐下,实现了1~250千电子伏的能区全覆盖。也就是说,虽然慧眼的名字里只提到了“硬X射线”,但它的观测范围覆盖了整个X射线能段。

慧眼如“矩”巧识星

面对茫茫深邃的宇宙未知世界,人类的探索永无止境。在这个伟大的进程中,慧眼力争做到独一无二。

慧眼如“矩”巧识星

慧眼有效载荷结构示意图

下面的3个矩形机箱为低能X射线望远镜,中间的圆形结构为高能X射线望远镜,上面灰色的3个矩形机箱为中能X射线望远镜。图中透明的颜色只是为了区分不同的部件,不代表真实的表面颜色。

低能X射线望远镜结构示意图

最外层的遮光罩内有8个格,分别放置不同视场的准直器,准直器上面安装有遮光膜和探测器。图中透明的颜色只是为了区分不同的部件,不代表真实的表面颜色。

本文来自《科学画报》

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