SpaceX发射X射线“眼睛”,为黑洞脉冲星研究提供线索

美国东部时间12月9日1时,SpaceX猎鹰9号火箭在佛罗里达州肯尼迪航天中心为NASA发射X射线成像偏振探测器(IXPE),该探测器将研究黑洞、脉冲星等天文现象。
IXPE上有3台相同的望远镜,可以收集X射线并将它们送入探测器,探测器会对入射的X射线成像,并测量偏振的数量和方向。它将用于研究宇宙中最具能量的天体,包括恒星爆炸的残余、黑洞粒子喷流等。
IXPE首席研究员Martin Weisskopf表示,IXPE的发射标志着X射线天文学向前迈出了大胆而独特的一步,“IXPE将告诉我们更多关于宇宙X射线源的精确性质,而不是仅通过研究它们的亮度和光谱来了解它们。”
SpaceX发射X射线“眼睛”(00:24)
X射线是一种高能光,起源于物质所处的极端条件下,比如剧烈的碰撞、大爆炸、1000万摄氏度的高温、快速旋转和强磁场。X射线的波长非常短,虽然人类肉眼看不到,但它在天文学上很有用。宇宙中有一些天体(如黑洞、中子星等)几乎不发出可见光,却能发出“明亮”的X射线,并透露有关天体磁场、天体几何形状的重要信息。由于地球大气层阻挡了宇宙射线到达地面,因此X射线只能通过太空中的望远镜来收集。
偏振是光子的基本属性之一,偏振滤片像一块特定方向的栅栏,只允许相应偏振方向的光子通过。偏振光携带着光线起源和传播的独特细节。通过IXPE分析X射线偏振,科学家可以更深入了解天体的结构和行为、周围环境、X射线形成的物理过程。
IXPE的偏振测量也将为天文学家几十年来一直在思考的问题提供线索,比如黑洞的自旋是什么,以及对于脉冲星这种高速旋转的死亡恒星,密度大到一勺的重量相当于地球上的一座山,是什么为它神秘的亮度提供了能量。此外,我们对物理学基本定律的理解是否适用于整个宇宙。
“IXPE将帮助我们测试和完善宇宙如何运行的理论。”Weisskopf表示,“未来可能会有比我们假设的更令人兴奋的答案。更好的是,我们可能会找到一大堆新问题来提问。”
本次任务是该枚猎鹰9号一子级第五次往返天地间,此前曾执行过Crew-1和Crew-2载人龙飞船发射任务,SXM-8发射任务和CRS-23龙飞船货运补给任务。
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