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...     

世界上功能最强的X射线空间望远镜升空

重 3.8 t的 X射线多镜面卫星 ( XMM) ,是欧空局研制的世界上功能最强的 X射线空间望远镜 ,价值 6.89亿美元。它由 3条长导管组成 ,包括 58组精密打磨而成的镀金铜轴镜 ,这些镜面可吸收来自宇宙深处辐射出的细微的 X射线。XMM卫星于 1 999年 1 2月 1 0日由阿里安 - 5火箭发射升空。其灵敏度是同年 7月发射的美国“钱德拉”X射线空间望远镜的5倍 ,运行在远地点 1 1 .4万千米、近地点 70 0 0千米的轨道上。有关该卫星详情请参看本刊 1 998年 1 0月号。世界上功能最强的X射线空间望远镜升空…     

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     

“慧眼”硬X射线调制望远镜的探测技术和科学运行

正"慧眼"硬X射线调制望远镜(HXMT)是我国自主研制的第一个X射线空间望远镜。该空间望远镜于2017年6月15日在酒泉卫星发射场采用长征-4B运载火箭发射升空,并已成功获得首批数据。1"慧眼"情况简介20世纪90年代初,中国科学院高能物理研究所(简称高能所)李惕碚和吴枚在高能天体物理数据分析中发展了直接解调方法(DDM),该方法克服了     

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。     

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.      

西德开始建造X射线卫星

西德Rosat X射线望远镜卫星已通过第一阶段设计复查,工程星硬件的研制工作业已开始。工程星的组装工作预定于明年2月开始。 Rosat卫星预定于1987年年中用美国的航天飞机发射,它的灵敏度要比以前的X射线望远镜高3～5倍。Rosat卫星将先进行为期6个月的空间X射线源测量,然后再花一年时间进一步测量单个X射线源。它至少要确定十万个X射线源的范围,并把它们确定在1弧分左右的范围内,以便提供一张更完整的宇宙图。     

微型微焦斑X射线闭管及阴极丝电子发射差异性

行星岩石成分原位测量是行星探测的基本需求,X射线荧光分析是开展元素成分测量的重要技术手段。针对深空探测X射线荧光分析仪的需要,设计并研制了一款微型微焦斑X射线闭管,尺寸为Φ15 mm×22 mm,焦斑尺寸230μm,工作时阳极接地,阴极接浮地负高压,最大电压为–50 kV。在微型X射线闭管研制过程中,开展了螺旋型钨丝、直线型钨丝、直线型铼钨丝等常用热阴极的电子发射差异性研究,测量了各型热阴极的电子发射效率。结果显示,在200 V阳极电压下,低铼含量直线型铼钨丝电子发射效率最大为27.87μA·W^–1,是螺旋型钨丝的4倍,直线型钨丝的9倍;掺铼钨丝电子发射效率远高于纯钨型阴极丝。此外,铼钨丝还具有电子发射快、预热要求低、对真空度要求不高等特点,是深空探测X射线闭管阴极丝较理想的选择。     

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.     

欧洲X射线卫星新视野

1999年12月10日,法属圭亚那库鲁发射场、欧洲大型运载火箭阿里安5在它的首次商业发射中,把欧空局最大的一颗科学卫星送上太空。这是一台X射线望远镜,名叫X射线多面镜(XMM),它能以前所未有的灵敏度收集宇宙中的X射线,并将与不久前升空的美国“钱德拉”X射线望远镜协同工作。后者对暗弱天体虽不像XMM那么灵敏,但它能持续巡视宇宙的各个细枝末节,得到的图像更为清晰。     

22太阳周极大期Imp≥M1.0X射线耀斑的分布特征

本文对第22太阳周极大时期Imp≥M1.0X射线耀斑的空间分布进行了统计分析.结果表明,该事件存在南北半球分布的不对称性,且不对称性在极大年或其后一年改变符号.文中还对不对称性与太阳活动的相关关系也进行了探讨.      

Properties of solar X-ray flares and proton event forecasting

X-ray flares and acceleration processes are in one complex of sporadic solar events (together with CMEs, radio bursts, magnetic field dissipation and reconnection). This supposes the connection (if not physical, but at least statistical) between characteristics of the solar energetic proton events and flares. The statistical analysis indicates that probability and magnitude of the near-Earth proton enhancement depends heavily on the flare importance and their heliolongitude. These relations may be used for elaboration of the forecasting models, which allow us to calculate probability of the solar proton events from the X-ray observations.     

模糊聚类分析在耀斑-地磁扰动研究中的初步应用

本文运用模糊聚类分析的方法,对1975—1983年可证认出的210个耀斑-IPS激波事件进行了分析研究,给出了它们的聚类指标和模糊等价关系以及大、中、小三类耀斑-磁扰的聚类中心。初步研究结果表明:95％的耀斑-IPS激波会引起地磁扰动(∑Kp≥16);对持续1小时以上的二级耀斑和2小时以上的一级耀斑,以及多个射电源的IPS观测均出现50km/8以上的速度跳跃这类大耀斑-IPS激波事件进行模糊聚类磁扰强弱预报试验,其准确率可达80％;这种大耀斑-IPS激波事件所对应的地磁扰动变化范围很宽,从∑Kp≥12直到∑Kp≤54,这说明耀斑-激波在行星际空间的传播以及向地球的传输过程是十分复杂的。      

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％。      

太阳质子事件与大气臭氧扰动

本文利用统计分析方法分析了1960至1982年间1级以上的太阳质子事件与四个不同地理纬度大气臭氧含量的相互关系.分析结果表明,对于中、低纬度地区,1、2级太阳质子事件基本上不影响大气臭氧含量,只有3、4级的大事件才对臭氧含量产生扰动,而且具有明显的纬度效应;对于极区,1级以上的太阳质子事件就能对臭氧含量产生影响,随着质子事件级别的增高,对臭氧含量的扰动也加大.通常,太阳质子事件发生的当天,臭氧含量开始下降,在第4天下降达最小值,整个扰动持续数日.由太阳质子事件扰动大气臭氧明显的纬度效应证明了太阳质子事件的确是使大气臭氧含量变化的重要因素.此外,分析结果表明,冬天出现的太阳质子事件对臭氧的扰动要大于夏天质子事件对臭氧的扰动.这些结果给出了太阳质子事件影响大气臭氧的一个总轮廓,而且从理论上得到了较好的解释.      

X级质子耀斑的特征研究

为了更加准确地判断X级耀斑是否引发质子事件,对X级质子耀斑和非质子耀斑的耀斑积分通量、源区、CME速度、CME角宽度、背景太阳风速度及背景X射线通量的分布进行了统计研究.发现非质子耀斑和质子耀斑的积分通量、经度、CME速度和CME角宽度具有明显不同的分布.非质子耀斑大多集中在东部,耀斑积分通量小于0.3J·m-2,CME速度小于1300km·s-1的区域内;质子耀斑大多集中在中部或西部,耀斑积分通量大于0.3J·m-2,CME速度大于1300km·s-1的区域内.质子耀斑伴随的CME角宽度主要集中在360°,非质子耀斑的CME角宽度分布则相对分散.两类耀斑的背景太阳风速度和背景X射线通量分布差别不大.利用两类耀斑各个参量分布上的差异,有望提高X级耀斑预报的准确率.      

Solar system planets observed with Suzaku

Recent results of solar system planets observed with the Japanese X-ray astronomy satellite Suzaku are reviewed. Thanks to the low instrumental background and good energy resolution, X-ray CCDs onboard Suzaku are one of the best probes to study diffuse X-ray emission. An overview of the Suzaku data of Jupiter and Earth is presented, along with preliminary results of Mars. Firstly, diffuse hard X-ray emission is discovered in 1–5 keV at Jovian radiation belts. Its spectrum is represented by a power-law continuum with a photon index of ∼1.4. This emission could originate from inverse-Compton scattering of solar photons by tens MeV electrons. Secondly, variable diffuse soft X-rays are serendipitously found during observations in the directions of the north ecliptic pole and galactic ridge. Good time correlations with the solar wind and emission lines found in the X-ray spectra are firm evidences of a solar wind charge exchange emission with Earth’s exosphere. Thirdly, diffuse X-ray emission from Martian exosphere via the solar wind charge exchange is investigated for the first time at solar minimum. A stringent upper limit on the density of the Martian exosphere is placed from the Suzaku data.     

An experiment to study solar flare effects on radio-communication signals

The occurrence of radio signal fading events caused by ionospheric absorption plays an important role in the performance of radio-communication systems. It is necessary to know the magnitude and time-scale of such events in order to specify technical parameters of the communication system to be used. Generally, fading events are associated with solar flares, which are characterized by sudden increase in the solar X-ray flux that causes an increase in the ionization in the lower ionosphere. The abrupt increase of ionization causes the absorption of radio waves propagating in the Earth–ionosphere wave-guide and is reported as radio signal fading events. A simple experiment to monitor the behavior of lower ionosphere has been carried out at the Southern Space Observatory-SSO/INPE (29.43°S, 53.8°W), located in southern Brazil. The experiment is basically a computer controlled radio receiver that records the received signal strength of Amplitude Modulated (AM) radio signals in the HF (High Frequencies) range. We analyzed data of the 6 MHz beacon signal that has been transmitted by a broadcasting radio station located about 400 km from the observation site. In this work we present initial results of daily variation of the received signal strength and fading events associated with solar flares observed in the 6 MHz signal monitored by the experiment during 2001. X-ray solar flux data from the GOES-8 satellite were used to identify X-ray solar bursts associated with solar flares. Based on the one-year data collected by the experiment, a statistical summary of fading occurrences and their correlation with solar flares, as well as the distributions of time-scales and magnitudes of such events are presented.     

第21,22周峰年太阳射电爆发中毫秒级精细结构的分析

本文对第21周的2840MHz及22周峰年的2545MHz，2645MHz和2840MHz波段上所观测到的285个快速事件进行分析，发现两个峰年的快速事件具有多种多样的快速活动（快速精细结构）．它们与耀斑的对应关系也做了统计分析．