日本新探测器将探秘宇宙热区
中国科学报
XRISM探测器。
本报讯 日本X射线成像和光谱任务(XRISM)探测器计划于8月26日发射,届时它将为天文学家观测超新星、黑洞周围以及星系团内部热气体打开前所未有的视野。
据《科学》报道,XRISM探测器是日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)与美国国家航空航天局(NASA)合作的成果,装有NASA开发的低温高分辨率X射线光谱仪。
英国南安普敦大学的天体物理学家Poshak Gandhi说,若有详细的X射线光谱,研究人员不仅能看到热气体,还能发现它们的组成和运动方式。
20世纪90年代,NASA戈达德太空飞行中心的工程师开发了一种被称为微热量计的芯片传感器,它可以测量与波长密切相关的单个X射线光子的能量。日本的Hitomi望远镜就搭载了一个微热量计,但前者在2016年解体。
在解体之前,Hitomi望远镜曾对英仙座星系团和其他一些天体进行了开创性的观测。他们发现了显示特定元素的尖峰,表明哪一类型的超新星将重元素喷射到太空中。他们还发现,英仙座星系团的气体极为“安静”,而不是理论家预测的大旋涡。
XRISM探测器的首要任务之一就是观察其他星系团,以判断英仙座星系团是不是一个特例。XRISM探测器首席研究员、日本埼玉大学的Makoto Tashiro说:“这是Hitomi望远镜留下的作业。”
除了星系团,XRISM探测器还将研究围绕超新星残余物和黑洞旋转的热气体,包括星系中心的超大质量黑洞和从伴星吸收物质的恒星级黑洞。“用X射线探测器在宇宙中发现黑洞非常容易。”Gandhi说。
XRISM探测器耗资1.9亿美元,其中有一个改进的姿态控制系统、重新设计的冷却剂管道,以及一个备用机械冷却器,可以让其在氦气耗尽后仍能继续工作。
XRISM探测器为处于艰难时期的X射线天文学带来了光明。该领域在很大程度上依赖于NASA的钱德拉X射线天文台和欧洲航天局的XMM-牛顿卫星,但它们都已运行逾20年,远远超过了设计寿命。(李木子)