宇宙探索——5、X射线宇宙探测

X射线望远镜简介 X射线在光谱的紫外线以外，波长10纳米到0．01纳米，具有很高的辐射能量。只有温度不超过100万℃的天体才辐射X射线。超新星遗迹、脉冲星和黑洞周围的气体，以及星系中的星团周围的气体，温度高达1亿℃，是强大的X射线源。类星体中心及其喷流也辐射X射线．太阳和类似太阳的其它恒星，只在其大气层中辐射微弱的X射线。它们构成X射线宇宙，需要用X射线望远镜进行探测。     

宇宙探索

γ射线望远镜简介γ射线在光谱的X射线之外,波长小于0.01纳米,最短波长没有极限,已探测到的最短波长为10亿亿分之一纳米。γ射线具有极高的能量,没有任何一颗恒星和星际气体的温度高到能发射γ射线。只有高速旋转的黑洞、脉冲星和类星体辐射γ射线,高速运行的宇宙射线撞击星际气体的原子时也辐射γ射线,中子星、黑洞碰撞时则可发生γ射线爆发。它们构成γ射线宇宙,需要用γ射线望远镜进行探测。γ射线能穿透宇宙中的物质而跨越数十亿光年的空间,但却不能穿过地球大气层到达地面。不过γ射线撞击大气层的气体原子时会发出闪光、因而在地面上…     

宇宙探索：六、γ射线宇宙探测

γ射线望远镜简介γ射线在光谱的X射线之外．波长小于0．01纳米，最短波长没有极限，已探测到的最短波长为10亿亿分之一纳米。     

众眼看宇宙

色彩斑斓的“斯蒂芬五重星系”,是130年前由天文学家Stephan发现的一个致密星系团,距离地球2．8亿光年。其中有一个星系（紧挨蓝色“桥”右侧的星系）正在高速穿过其它几个星系组成的星系团核心区,并因此而产生激波,加热气体,产生X射线辐射。     

无谐波软X射线单色仪设计

能量在0.1～1keV范围的软X射线辐射在空间科学任务中具有重要应用.飞行前的辐射定标试验及地面辐射定标系统采用传统单色仪分光时,由于波长的整数倍关系带来的高次谐波污染问题非常严重.高次谐波在光束中的占比严重影响了软X射线探测仪器的定标数据精度.本文探讨了无谐波单极衍射技术在产生具有高单色性能的软X射线光束中的应用,基于单极衍射光栅技术实现软X射线无谐波单色仪设计.软X射线无谐波单色仪应用于空间辐射定标系统时能够将高次谐波占比抑制到0.3%以下,满足空间软X射线科学仪器高精度辐射定标试验对高次谐波抑制的要求.      

太阳耀斑硬X射线高能时延和辐射展宽

本文从耀斑高能电子束流与太阳大气相互作用产生硬X射线辐射的基本事实出发,根据观测资料,提出了一个流量与能谱同步变化的注入源函数模型,研究太阳大气(靶物质)密度对耀斑硬X射线时间响应.理论计算与观测事实基本一致.主要计算结果如下:高能时延与辐射展宽是耀斑硬X射线轫致辐射时间特征的二种表现,硬X射线发射区的太阳大气密度越低,高能时延与辐射展宽效应越明显,二者之间存在显著的相关性.      

众眼看宇宙

小麦哲伦云中的脉冲星这幅合成图像,综合了美国航宇局钱德拉X射线望远镜、欧洲空间局牛顿X射线多镜面望远镜的数据以及可见光波段的照片,天文学家据此第一次在小麦哲伦云的超新星遗迹中发现了脉冲星——SXP1062。来自"钱德拉"和"牛顿"的X射线观测结果以蓝色表示,而可见光观测则以红色和绿色显     

观天巨眼400年系列之十六康普顿γ射线天文台

γ射线是比X射线波长更短、频率更高、能量更强的一种电磁辐射。γ射线的波长小于0.002纳米，覆盖了比X射线宽得多的范围。γ射线光子的能量在10000电子伏特到1万亿电子伏特之间。它的穿透力极强，金属、玻璃、木材等等都能穿透，但是却不能穿透地球大气层。因此对天体的γ射线辐射的观测，只能依赖于     

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)     

众眼看宇宙

哈勃空间望远镜,罗塞塔彗星探测器,斯必泽空间望远镜,XMM牛顿X射线望远镜     

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。      

X射线脉冲星脉冲到达航天器时间测量

X射线脉冲星脉冲到达时间(TOA)的空间测量是航天器自主导航和用脉冲星钟作航天器时间标准的基础.在简要介绍地面射电观测TOA测量方法基础上,重点研究了X射线脉冲星脉冲到达时间的空间测量方法和算法.讨论了利用X射线脉冲星辐射光子到达时间观测,建立X射线脉冲轮廓的方法;给出了通过观测得到的X射线脉冲轮廓与标准脉冲轮廓比较,精确确定TOA的测量方法和实用算法.讨论了削弱多普勒效应对TOA测量影响的方法.      

宇宙交响乐

各位是否也曾经仰天赞叹星空的灿烂?我们所能看见,叹为观止的,其实只是宇宙乐章的一小部分。大家都知道,电磁波谱是由不同波长的电磁波组成,当中包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线。人类肉眼就只能观察到可见光部分罢了。红外线篇红外线通常可分为三部分:近     

宇宙弥漫X射线背景的各向异性

本文利用HEAO-1A2的2-60keV弥漫X射线资料,扣除了银河系起源的X弥漫背景影响,得到有关宇宙X背景的资料.在宇宙X背景的各向异性是由Compton-Getting效应引起的假设下,导出其各向异性度δ=(0.45±0.18)%,从而得到太阳系相对于2-60keV宇宙X背景“海”的运动速度V=(397±159)km/s.这个值与由微波背景观测资料得到的结论不矛盾.      

太阳耀斑硬X射线能谱演变特征

太阳硬X射线是耀斑高能电子束流与太阳大气相互作用产生的韧致辐射,根据简单的太阳耀斑环物理模型,假定具有流量与能谱同步变化的高能电子束流从耀斑环顶部注入,计算了硬X射线辐射在不同的靶物质密度区的能谱演变特征。结果表明:硬X射线辐射在低大气密度靶区呈现软一硬一硬的能谱演变特征,在高密度靶区硬X射线能谱则具有软一硬一软的变化特征。高能电子束流持续时间影响谱型转变区域在耀斑环中的高度。      

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.      

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).     

太阳质子耀斑X射线辐射特征及质子事件警报

太阳质子耀斑X射线辐射特征的研究, 为太阳质子事件的警报提供一个重要的途径和方法。本文分析了第21周太阳活动峰年(1977—1986)期间质子耀斑和相应的GOES和SMM卫星观测的X射线辐射资料, 结果表明:大部分质子耀斑的硬X射线峰值流量F_HX≥104s/c;积分流量F₀≥106counts;硬X射线辐射到达峰值时间T_R≥100s;持续时间T_D≥103s;X光子最高能量E_x≥300keV;平均能谱指数√r≤3.5;高能时延T_L≥10s。利用这些X射线暴的特征参数, 对第21周峰年大质子事件作警报检验, 结果是:报准率为94％, 虚报率为40％。      

发展中的X射线空间望远镜

<正>由于天体发射出的X射线在穿过大气层时大部分会被吸收,因此使用空间望远镜,在大气层以外对天体辐射的X射线进行观测,是X射线天文学的主要观测方式。从20世纪70年代至今,不少X射线空间望远镜被发射升空,为我们揭示了肉眼看不到的宇宙秘密。     

众眼看宇宙——‘众目睽睽’猎户座

猎户座大星云：行星际的保护：X射线超闪有助于“太阳系”的形成；钱德拉对猎户座大星云的全景X射线图像；甚大望远镜对猎户座大星云的近景红外图像；哈勃对猎户座大星云拍摄的最锐利图像；猎户座大星云里的抽象艺术。