观天巨眼400年系列之十五 探测天体X射线的三大“巨人”

X射线是1895年由德国著名物理学家伦琴发现的,他也因这一伟大的发现于1901年荣获了第一届诺贝尔物理学奖。X射线有一个奇怪的特性,即它的穿透力极强,这一点可能大家都有亲身体验,医院里甚至把拍X光片也叫照透视。然而,X光却不能穿透地球大气层。     

观天巨眼400年系列之十五：探测天体X射线的三大“巨人”

X射线是1895年由德国著名物理学家伦琴发现的，他也因这一伟大的发现于1901年荣获了第一届诺贝尔物理学奖。X射线有一个奇怪的特性，即它的穿透力极强，这一点可能大家都有亲身体验，医院里甚至把拍X光片也叫照透视。然而，X光却不能穿透地球大气层。天体发出的X射线辐射因为被地球大气严重吸收而几乎完全不能到达地球表面，     

太阳X射线耀斑活动区的一些特征

对ISEE-3人造卫星在1980年5月—1981年8月中,观测到的48个X射线耀斑进行了分析,发现其中有1/3是在6个活动区中重复爆发的.研究这部分X射线耀斑的物理性质与所在活动区的黑子面积、活动区类型及磁结构的关系,得到了一些结果:(1)发生在同一活动区中的X射线耀斑,其硬X射线峰值积分流量及谱硬度与活动区黑子面积成正相关;(2)多次爆发X射线耀斑的活动区全部具有δ型磁结构;(3)发生在不同活动区中的X射线耀斑,其物理特征与所在活动区的面积大小无明显关系.由此可以认为,活动区磁场梯度的大小,亦即活动区电流的大小,在爆发耀斑的过程中具有决定性作用.此外,还用电流环模型从理论上讨论了上述特征.     

太阳软X射线背景水平与X级的增强发射

本文根据1986年1月-1992年12月期间,130个1-8?的X级别的X射线事件与相应背景发射水平所作的分析,发现90%以上的X级X射线事件,都发生在X射线背景发射≥C1(10-6W／m2)水平上,这一统计规律,可从耀斑加速的非热电子对色球等离于体的加热得到合理的解释.      

图解空间望远镜发展史 X射线空间望远镜（下）

正伦琴X射线天文台1990年6月1日,以发现X射线的德国物理学家威廉·伦琴命名的伦琴X射线天文台(ROSAT)(下左图)在卡纳维拉尔角发射升空,这是一颗由德国领导、英国与美国合作的X射线天文卫星项目。ROSAT携带的设备可提供高分辨率、低噪音的软X射线成像观测,除了X射线波段,它还可以在极紫外波段进行工作。卫星设计寿命18个月,实际运行超过8年时间。任务最终公布的X射线巡天     

X射线"双子星"闪耀十一年

自1999年7月23日和1999年12月10日发射以来，美国航宇局的钱德拉X射线天文台和欧洲空间局的牛顿X射线多镜面望远镜双双在太空中渡过了十一年。     

大科技

正中国首台空间X射线天文望远镜发射成功2017年6月15日11时,中国第一台空间X射线天文望远镜——硬X射线调制望远镜(HXMT)成功发射。这台望远镜被命名为"慧眼",是向高能物理领域杰出的女科学家、中国天体物理学奠基人之一何泽慧先生致敬,也饱含着HXMT团队对未来的期望——期望借助这只"慧眼",穿过星际迷尘的遮挡,去探寻那些深藏在宇宙深处的奥秘。"我们将用‘慧眼’对银河系进行非常详细的大天区扫描巡天,预期会发现一些新的黑洞活动,     

日本天文-H卫星升空后不久失联

1 项目背景 日本自20世纪70年代中期开始,就以日本宇宙航空研究开发机构下属的宇宙科学研究所(ISAS,原文部省宇宙科学研究所)为核心开始研发和应用以X射线天文卫星为主的天文卫星.1976-2005年,日本共发射了7颗X射线天文卫星,其中5颗发射成功,按预定计划执行了一系列观测任务,取得了不斐的成绩.如:利用天文-D于1993年4月5日成功捕获到了刚发现的M81银河系的超新星SN1993放射出的X射线;利用2005年发射的天文-E2卫星配备的软X射线望远镜(SXT)所进行的一系列观测活动,不仅大幅拓展了观测范围(从原来的软X射线拓展到软γ射线),而且发现了距地球较近(8000万光年)处的黑洞,对人类了解宇宙结构、掌握宇宙全貌、厘清宇宙进化发挥了重要作用.     

E10.7指数在软X射线谱段的修正应用

表征EUV辐射通量的E10.7指数在越来越多的研究和应用中被用来代替传统的F10.7指数.X射线对地球D层和E层的电离起着重要作用,但由于D层观测数据的不足和E层电离源的多样性,难以被用来考虑X射线对电离层的影响.火星电离层下层的电离源几乎是单一的软X射线,这为研究X射线对电离层的作用提供了可能性.通过研究火星电离层下层的峰值电子浓度对E10.7的依赖关系,发现即便经过必要的修正,这种关系对不同的观测时段并不具备一致性.通过理论推导和数据分析,得到了一种特别用于描述太阳软X射线辐射通量的新指数,即Xs指数,用来替代E10.7指数.Xs指数在描述火星电离层下层对太阳辐射的依赖关系时,不同的观测时段有很好的一致性,表明Xs指数在表征太阳软X射线辐射强度方面比E10.7指数更加合适.      

美国X射线偏振测量天文台特点分析

1 任务背景 对于黑洞和中子星等天体的周围区域,直接成像是不可能的,但研究发现,从其周围环境发射的X射线的偏振可以揭示这些天体的一些物理细节.基于这样的科学探测需求,人类在X射线天文观测中专门开辟了X射线偏振探测,但由于X射线偏振探测技术不成熟等原因,此前只开展了非常有限的探测, 1975年发射的美国轨道太阳天文台-8...     

超新星1987A:快速退回到过去

最近钱德拉X射线望远镜观测到超新星1987A周围亮环的一些新的细节，观测数据使我们对这颗死亡的恒星在其爆发之前的一些活动有了新的认识，同时发现预期的光不增亮过程也已经开始。     

X射线选择类星体的一些性质

本文对109个X射线选择的类星体和114个射电及光学选择的类星体进行统计分析.发现在它们的红移、光学光度以及平均光学-X射线谱指数的直方分布图上, X射线选择类星体统计上都分布在这些参数图的低端.在所有样品的单色X射线光度l_X与单色光学光度l_O的关系图上, X射线选择类星体绝大部分处在光学暗的低光度区域.若以lglo=31.2erg/s·Hz为分界点, 可把光学光度划分为光学亮和暗两个区域, 则发现射电及光学选择类星体在图中光学亮区内的斜率b=0.64, 在光学暗区内的斜率b=0.95, 而X射线选择类星体的b仅为0.78, 因而暗示出它们可能是类星体现象中的一个次型.      

XMM-牛顿X射线望远镜

永不“凋谢”的超新星 通过使用欧空局的XMM-牛顿X射线望远镜，天文学家最近发现一个于1979年爆发的超新星SN1979C在X射线波段上的亮度同几年前一样，这一发现非常令人吃惊，因为通常这类天体在几个月的时间内就会变暗。通过对这颗超新星的光环进行研究，天文学家能够得到关于这颗恒星的大量历史资料——包括爆发之前以及爆发之后的情况。     

X射线耀斑的强度指标

本文利用GOES-7卫星的1分钟记录资料研究了1991年3月和6月期间6个大X耀斑伴随的软X射线爆发特性和源强度的关系。结果指出：对X射线耀斑，其射线辐射流量上升快的在日冕中激起的激波速度也较快．数值模拟研究指出，这可能反映爆发能量释放速率是源强度的主要指标．     

即将发射的"雨燕"天文观测卫星

2004年11月，“雨燕”(Swift)卫星计划由德尔他-2火箭发射升空，进入到低地球轨道(LEO)。Swift是观测γ射线暴(GRB)快速反应的天文卫星，用于对GRB进行研究。它可观测GRB及其在γ射线、X射线、紫外线和可见光波段中的余辉。     

NuSTAR:探索高能X射线宇宙

<正>核分光望远镜阵(Nu STAR)可以看到其他望远镜无法看见的高能X射线,为研究最古老黑洞和最年轻超新星提供了一条新的途径。千百年来,天文学家仅用自己的眼睛来审视我们的宇宙。虽然对我们来说相当有用,但肉眼只能探测到一种类型的电磁辐射——可见光。人类花了很长时间,才把目光移到了这个有限的波长范围之外。1800年,生于德国的英国天文学家威廉·赫歇尔发现了红外辐射;次年,德国物理学家约翰·威廉·里特发现了紫外线。在这之后,微波(1864年)、射电波(1887年)、X射线(1895年)和γ射线(1900年)     

类星体X射线辐射的性质

本文对247个类星体的X射线性质进行了统计分析,这些X射线资料是由爱因斯坦卫星在0.5—4.5keV的能带内观测到的。主要结果是:在各种视亮度和红移(或距离)的已知1619个类星体中,都有百分比相近的部分为X射线源。Ⅰ型Seyferc星系的发射线H_β与[OⅢ]的等值宽度比R_EW同X射线光度L_x强相关,这可作为Ⅰ型Seyfert星系的X射线光度的一个新指标。光学辐射以及2.5GHz以上的高频射电辐射都同X射线辐射相关,说明这三种辐射的区域依次相邻而且机制也相似。色指数U-B和B-V都同X射线辐射不相关,但U-B同B-V弱相关。      

哈勃星空

1.冲出茧状气团的射线2010年11月3日,美国钱德拉X射线天文台证实:离地球约1.6亿光年的UGC5189A星系一颗超新星SN2010jl,发出的紫色X射线冲击波突破了包围它的茧状气团。哈勃望远镜也"看到"它发出的红、绿和蓝色的可见光。研究显示:一些异常明亮的超     

VLF相位突然异常与太阳X射线事件相关性的分析

本文通过实测的VLF信号的SPA事件的数据和太阳X射线爆发通量密度之间的相关分析,建立了它们之间的数值关系.由于在SPA事件时,电离层高度的变化与太阳X射线爆发的通量密度之间的相关性很好,可以利用SPA事件的数据来估算太阳X射线爆发的强度.因为大气的吸收,在地面上不能直接观测X射线强度.作为一个实例,用推出的数值关系,计算了1982年6月3日的一次SPA事件,并与X射线爆发的数据作了比较.      

X射线耀斑的分析及其与Ha耀斑的比较

本文利用SMM卫星的X射线资料,以及云南天文台的光学观测资料,分析了1980年7月14日的3B级耀斑.求得X射线耀斑能谱随时间的变化;计算了耀斑爆发时加速的电子总数和电子的平均能量;并测量和比较了Hα耀斑和X射线爆源的位置.结果表明:(1)硬X射线爆由高能非热电子束引起;(2)软X射线爆基本上由高温等离子体的热韧致辐射所产生,但必须考虑非热电子轫致辐射的贡献;(3)确定X射线爆源的高度,有赖于耀斑模型及活动区磁场位形.所得结果支持耀斑过程的新浮磁流模型(EMF模型).