澎湃新聞記者 張靜

美國國家航空航天局(NASA)X射線成像偏振探測器(IXPE)完成調試後傳來第一批科學圖像。NASA日前表示,該太空天文臺所有儀器運轉良好,正在探索研究宇宙中一些神祕和極端的天體。

首批傳輸的是“仙后座A”的照片,這是一顆在17世紀爆炸的恆星的殘餘物。爆炸產生的衝擊波席捲了周圍氣體,將其加熱到高溫,並加速宇宙射線粒子,形成了一團散發X射線的雲團。

該“仙后座A”圖像結合了IXPE收集的第一批X射線數據(紫紅色)和錢德拉X射線天文臺收集的高能X射線數據(藍色)

圖中,紫紅色與IXPE觀察到的X射線強度相對應,它覆蓋了來自NASA錢德拉X射線天文臺的高能X射線數據(藍色所示)。錢德拉天文臺1999年發射,被譽爲“X射線領域的哈勃”,是當時最強大的X射線望遠鏡,它同樣對準銀河系內最年輕的超新星遺蹟“仙后座A”拍下了第一張照片。

“‘仙后座A’的IXPE圖像和錢德拉的一樣具有歷史意義。” NASA馬歇爾航天飛行中心IXPE首席研究員Martin C. Weisskopf表示,這表明IXPE有潛力獲得關於“仙后座A”的新信息。

X射線的波長非常短,雖然人類肉眼看不到,但它在天文學上很有用。宇宙中有一些天體(如黑洞、中子星等)幾乎不發出可見光,卻能發出“明亮”的X射線,並透露有關天體磁場、天體幾何形狀的重要信息。由於地球大氣層阻擋了宇宙射線到達地面,因此X射線只能通過太空中的望遠鏡來收集。

偏振是光子的基本屬性之一,偏振濾片像一塊特定方向的柵欄,只允許相應偏振方向的光子通過。偏振光攜帶着光線起源和傳播的獨特細節。通過IXPE分析X射線偏振,科學家可以更深入瞭解天體的結構和行爲、周圍環境、X射線形成的物理過程。

去年12月由SpaceX獵鷹9號火箭爲NASA發射的IXPE上有3臺相同的望遠鏡,可以收集X射線並將它們送入探測器,探測器會對入射的X射線成像,並測量偏振的數量和方向。它將用於研究宇宙中最具能量的天體,包括恆星爆炸的殘餘、黑洞粒子噴流等。

該圖使用IXPE在1月11日至18日期間收集的X射線數據創建而成,顯示了“仙后座A”X射線強度。顏色從冷紫色、藍色到紅色、白色對應的是X射線亮度的增加。

位於羅馬的國家天體物理研究所意大利IXPE首席研究員Paolo Soffitta表示,期待通過分析偏振測量數據來了解更多關於這顆超新星遺蹟的信息。

NASA表示,有了“仙后座A”的偏振數據,IXPE將使科學家第一次看到超新星遺蹟的偏振量如何變化,研究人員目前正在利用這些數據繪製第一張該天體的X射線偏振圖,這將提供“仙后座A” X射線如何產生的新線索。

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