X射線天文學是用X射線研究天體的一門學科。天體的X射線受到地球大氣的嚴重阻礙,要用衛星進行探測。因此,雖然 X射線的探測始於二十世紀四十年代,但是,成為一門學科,則是人造地球衛星上天以後的事。
美國宇航局的成像 X 射線偏振探測器(IXPE)航天器,在一系列驗證航天器健康狀況的“活性”測試之後,團隊將結構與有效載荷介面卡配對——一個連線航天器和火箭頂部的環。接下來,安裝了多層絕緣材料,為太空中的航天器提供熱保護。
該任務計劃不早於美國東部時間 2021年12 月 9 日星期四凌晨 1 點,由 SpaceX Falcon 9 火箭從佛羅里達州 NASA 肯尼迪航天中心的 39A 發射場發射。IXPE 是第一顆致力於測量來自各種宇宙源(例如黑洞和中子星)的 X 射線偏振的衛星。
在移除光學和敏感儀器罩等物品後,將機頭整流罩和航天器放在一起,標誌著任務的一項重大成就:封裝。
測試設施檢查成像 X 射線偏振探測器航天器。
“這是當你將航天器與火箭配對時,所以它是兩半在一起的,”位於肯尼迪的NASA 發射服務計劃發射場整合經理佈雷特珀金斯(Brett Perkins)說。“航天器有幾個關鍵的提升操作。你必須非常小心和有條不紊;在這段時間內,許多硬體彙集在一起。
“IXPE 正在填補偏振 X 射線的資料空白”珀金斯(Brett Perkins)說“我們缺少資訊,這項任務只是更大圖景的一小部分,以最大努力,瞭解更多關於宇宙及其運作方式的資訊。”
IXPE 團隊準備好進行測試的工藝
進行有效載荷整合和測試。
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美國宇航局開創性的成像 X 射線偏振探測器(IXPE)任務於 2021年12 月 9 日啟動時,這將成為首席研究員馬丁·魏斯科普夫(Martin Weisskopf) 另一個職業里程碑。
三十多年前,魏斯科普夫作為專案科學家領導了美國宇航局錢德拉 X 射線天文臺的開發和發射——他今天繼續擔任這個角色。IXPE 很快將補充和發展錢德拉(Chandra)的工作,透過以新的方式探索恆星、星系和其他天體的性質,向前邁出大膽而獨特的一步。
但 Weisskopf 對 X 射線的迷戀可以追溯到 1969 年他的第一份研究生工作,首先是博士後,然後是紐約哥倫比亞大學的助理教授,從事 X 射線天文學的早期實驗。
“50 多年後,X 射線研究對我來說仍然像以往一樣引人注目,”他說。
1999 年,錢德拉(Chandra)對任何科學家來說都將是一項巔峰成就,但魏斯科普夫表示,帶領 IXPE 完成其為期兩年的太空任務也同樣令人滿意。
與義大利航天局合作,美國宇航局最新的 X 射線收集器將測量來自一些能量最高的宇宙物體的 X 射線的極化 - 從殘餘的爆炸恆星到超大質量黑洞及其強大的高能粒子射流 - 以進一步我們對宇宙及其運作方式的理解。偏振是 X 射線和其他型別電磁波的一種特性。它描述了波在空間中傳播時電部分的方向。但是,如果沒有合適的工具,就不可能觀察到偏振 X 射線。
IXPE 是 NASA 探索各種 X 射線源偏振特徵的第一個任務。IXPE 的極化測量將為科學家們對這些輝煌而奇異的物體、它們的周圍環境以及在地球實驗室無法重現的條件下發生的自然過程的理解增加新的和獨特的細節水平。
這很適合位於阿拉巴馬州亨茨維爾的 NASA 馬歇爾太空飛行中心的天文學首席科學家,魏斯科普夫(Weisskopf),他在那裡領導了錢德拉(Chandra)和 IXPE 的開發、建造和測試。
“科學是一項全面的智力運動,”他說。“你必須提前計劃,但也要快速思考,”他說。“我像打籃球一樣玩科學——用我的肘部讓你偏離位置,總是在尋找意想不到的前進方向。”
例如,他熱衷於“磁星的超磁化恆星殘骸”觀測。磁星是一種孤立的中子星——一顆比我們的太陽大許多倍的爆炸恆星被壓碎的、城市大小的殘骸。磁星的與眾不同之處在於其磁場中的巨大能量庫,這是宇宙中已知的最強能量庫。
“透過用 IXPE 研究磁星,我們可以驗證這些磁場的大小,並測試它們是如何由這些坍縮的星體產生的,”他說。
魏斯科普夫(Weisskopf)在1992年獲得美國宇航局傑出服務獎章,並在1999年獲得美國宇航局科學成就獎章。2001年獲美國航空航天學會赫爾曼·奧伯斯獎,2004年獲美國天文學會羅西獎,2006年獲國際光學工程學會喬治·w·戈達德獎。魏斯科普夫(Weisskopf)還是美國物理學會、國際光學工程學會和美國天文學會的會員。
魏斯科普夫(Weisskopf)指出,世界各地的科學家將對IXPE進行數十年的研究,但真正讓他興奮的不是驗證現有模型或概念。
“我最想要的是能夠推翻我們的理論的發現,”魏斯科普夫(Weisskopf)說。
“當我們發現不一致的證據、與預期背道而馳的行為時,科學是最令人興奮的。當我們不知道到底發生了什麼時,這就是樂趣開始的時候。”
(完)
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