「極光計劃」時隔40多年重啟天文軟X射線偏振探測窗口

2020-12-03 中國新聞網

中新社北京5月12日電 (記者 馬海燕)清華大學天文系教授馮驊課題組與合作者完成的空間天文項目「極光計劃」看到了「極光」。其配備的X射線偏振探測器在衛星上經過1年的觀測,探測到來自蟹狀星雲及脈衝星(中子星的一種)的軟X射線偏振信號,並首次發現了脈衝星自轉突變和恢復過程中X射線偏振信號的變化。

這一探測結果也標誌著由於技術困難停滯了40多年的天文軟X射線偏振探測窗口重新開啟。《自然·天文》雜誌最新一期北京時間11日晚間發表了這一成果。

1968年,美國科學家首先開展了天文X射線偏振探測,並在1975年發射的OSO-8衛星上完成了第一次精確測量。然而,由於上一代技術的局限性,其探測效率和靈敏度低下,天文X射線偏振探測在這次實驗之後便陷入了停滯。

2009年,在國際合作的基礎上,馮驊帶領團隊開始對X射線偏振探測技術進行探索和改進,研製出了高靈敏度低系統誤差的X射線偏振儀。2018年10月29日,「極光計劃」探測器發射升空,經過1年的觀測,探測到來自蟹狀星雲的X射線偏振信號,並發現了有關脈衝星的新天體物理現象,也就是當蟹狀星雲脈衝星自轉周期突然變化之後,其X射線偏振也發生了顯著的變化。

據悉,「極光計劃」所採取的技術將被應用到中國下一代大科學工程「增強型X射線時變與偏振天文臺(eXTP)」上。eXTP是中國領導的大型中歐合作項目,預計2027年發射。

eXTP首席科學家、中國科學院高能所粒子天體物理中心主任張雙南表示,「極光計劃」發展了最先進的X射線偏振測量技術,實現了第二次天體X射線偏振測量。這不但驗證了40多年前的第一次測量結果的正確性,而且很有可能發現一個極具科學價值的新現象,有助於理解中子星的內部結構以及自轉變化如何影響其外部磁場。「極光計劃」的成功表明,目前正在研製和計劃中的X射線偏振測量空間項目科學潛力巨大。(完)

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  • 半個世紀等待後,這支清華團隊重啟天文軟X射線偏振探測窗口
    這一探測結果也標誌著,由於技術困難停滯了40多年的天文軟X射線偏振探測窗口重新開啟。於是,早在1968年,美國科學家就率先開展了天文X射線偏振探測,並在1971年發射的探空火箭上完成了247秒的曝光,第一次發現蟹狀星雲的X射線輻射可能具有高度線偏振,並在1975年上天的OSO-8衛星上完成了首次精確測量。然而,40多年過去了,科學家們不斷論證X射線偏振的用處,預言探測偏振對天體物理的科學價值,卻再也沒有第二個X射線偏振探測設備在空間運行。
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