为“听到”宇宙中神秘的黑洞,NASA启动新天文观测项目

当地时间1月3日,美国宇航局(NASA)宣布成立新的天文项目,打开已关闭近半世纪之久的天文X射线偏振研究“窗口”。c0119b1564daa81c9528eb2fb63b2ab8

据美国宇航局官网介绍,这项名为“X射线成像偏振探测器(The Imaging X-ray Polarimetry Explorer,简称IXPE)”的计划是为了“听到”宇宙中神秘的黑洞、中子星、脉冲星等物质。

据悉,IXPE将在2020年正式启动,包括运载火箭、发射后的运营、数据分析的费用在内,总耗资预计为1.88亿美元。

当地时间1月3日,美国宇航局在推特上宣布成立IXPE项目,探测太阳系外的黑洞,探究宇宙X射线的秘密

“我们无法直接想象到在黑洞和中子星附近的物质是什么样的,但通过研究它们附近发出的X射线偏振,我们可以揭示这些神秘物体的物理特征。” 美国宇航局科学任务委员会天体物理学部主任Paul Hertz说:“IXPE会为宇航员们在太空打开一扇新窗。现在,我们只能猜想将会发现什么。”

作为电磁波的一种,X射线有一个特定的振动方向,也就是偏振。黑洞周围物质的温度超一百万摄氏度,这些物质产生的高能X射线存在特定方向上的偏振。而IXPE将配有的三台太空望远镜能测量到这些宇宙高能X射线的偏振,且具有空前的高灵敏度。借助IXPE,科学家将能解答那些困扰人类已久的疑问——在引力、电场、磁场处于极限时,这些混乱又极端的环境是什么样的?

在此之前,在太空中进行高灵敏度X射线偏振观测还只是一个设想。天文学家曾屡屡试图敲开天体X射线辐射偏振的大门,预言了各类天体X射线的偏振信号,想象着如何将这些信号当作钥匙,去揭晓更为宏大深邃的天体物理过程。

但由于X射线波长太短,它的偏振太难测量,这个设想迟迟没有实现。上一次成功测量天体X射线辐射的偏振信号要追溯到40多年前的1975年,美国发射了“轨道太阳观测台(OSO)”系列卫星,其中一颗卫星上的布拉格偏振仪精确测得了蟹状星云X射线辐射中的偏振信号。

40多年后,这扇被掩上近半世纪的窗户再次由美国打开。据美国宇航局介绍,IXPE项目是从14个备选项目中被最终遴选出。NASA的天体物理学探险者计划(Astrophysics Explorers Program)在2014年9月提出了申请新项目的建议,并提交14个方案,其中有3个方案由一组科学家挑选出来做了评估。入围“前三”的分别是IXPE、PRAXyS、PHEREx,其中IXPE和PRAXyS是研究X射线偏振的两个不同科学装置。最终,只有IXPE被美国宇航局选中立项。

NASA视IXPE为最具科学潜力、最可行的项目计划。除了美国,欧洲航天局的X射线成像偏振望远镜(XIPE)和中国科学院的X射线时变与偏振探测卫星(XTP)都在筹划中。据中科院国家空间科学中心网站消息,2016年5月,X射线时变与偏振探测卫星通过背景型号结题验收,完成了有效载荷关键技术攻关和原理样机/样件的研制。

IXPE立项后,根据安排,美国宇航局马歇尔航天飞行中心科学家 Martin Weisskopf 将引领这项计划。意大利宇航局将继续开展和美国宇航局的合作,提供高灵敏度X射线偏振探测器。另一个NASA的老伙伴波尔航太(Ball Aerospace)将负责提供运载火箭和业务整合服务。

(本文来源:澎湃新闻)

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