“宇宙星探”上岗开工！

 

        2017年6月15日上午11时，长征四号乙（CZ-4B）运载火箭从酒泉卫星发射中心发射升空，成功将一颗硬X射线调制望远镜（Hard X-ray Modulation Telescope，

HXMT）、一颗NewSat小卫星和两颗珠海一号小卫星分别送入预定轨道；其中，硬X射线调制望远镜是此次发射任务的主要载荷，另外3颗小卫星为次要载荷。

长征四号乙火箭发射升空瞬间硬X射线调制望远镜是我国首台空间望远镜，也将是世界上目前在轨正常运行的灵敏度和空间分辨本领最高的硬X射线望远镜硬X射线调制望远镜的发射是我国对世界天体物理学届的一项贡献，它将探测大批高能天体和天体高能辐射新现象，并对黑洞、中子星等重要天体进行高灵敏度定向观测，推进人类对极端条件下高能天体物理

动力学的新认识。

硬X射线调制望远镜在轨状态示意图NewSat小卫星是一颗低成本成像小卫星，由总部设在阿根廷的Satellogic商业卫星公司研发，卫星虽小，却同时携带有可见光、红外光和多光谱三种成像载荷，其目的在于快速、低成本的向用户提供商业遥感数据。

据悉，腾讯公司是Satelogic公司主要投资方之一。

腾讯公司是Satelogic公司的股东之一        珠海一号小卫星属视频应用卫星，由珠海市欧比特控制工程股份有限公司出资研发本次发射的2颗珠海一号小卫星属于技术验证星，也是欧比特公司遥感微纳卫星星座的头2颗卫星。

根据计划，欧比特公司将建立一组由分布在不同的轨道的34颗视频卫星、高光谱卫星和雷达卫星组成的遥感微纳卫星星座，最终具备提供全方位遥感、全天候遥感、高时间分辨率的高空间分辨率的商业遥感数据的能力

珠海一号小卫星概念图

什么是硬X射线X射线是指波长介于紫外线和γ射线间的电磁辐射，最先由德国物理学家W.K.伦琴于1895年发现，故又称伦琴射线。

回顾一下第一张X光照片和伦琴，第一位获得诺贝尔物理学奖的科学家        在X射线谱通常又被细分为3段：通常把波长在0.1nm以上的X射线称为软X射线，其能量相对较低；波长在0.01nm～0.1nm之间的

X射线称为硬X射线，其能量相对较高；波长小于0.01nm的，则被称为超硬X射线，是能量相对最高的X射线。

不同波长与不同射线谱段的对应关系

不同波长下观测到的太阳耀斑Å（埃）表示波长的长度单位，1Å=10^(-10)m=0.1nm为什么要观测硬X射线天体在极端条件下的高能过程中，通常会向外辐射高能电磁辐射，被称为天体高能辐射，其频率谱段通常涵盖。

X射线谱段、γ射线谱段等。观测宇宙中的这些高能电磁辐射能够发现高能天体的部分活动，有助于揭示高能天体的运行机制。

黑洞概念图

经典黑洞模型示意图关于黑洞的结构仍存在争议，现有的黑洞模型都在接受挑战和检验以黑洞为例黑洞是现代广义相对论中，宇宙空间内存在的一种体积极小而密度极大的天体黑洞是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽而死亡后，发生引力坍缩产生的。

经典的黑洞模型中，越靠近黑洞中心引力越大，对时空的弯曲也越大（就在外部观测而言，越靠近黑洞中心的物体给人感觉运动越慢）；超过某一极限后，连光也无法从黑洞的引力中逃脱，通常认为直线传播的光在巨大引力的作用下被弯曲成了环形，称为“光子带（photon ring）”；光子带内部则被成为“视界”（或事界，event horizon），由于没有物质可以从视界中逃脱出来，因此无法直接从外部观测到视界内部的活动。

电影《星际穿越》对黑洞模型的一种视觉再现

是的，星海君的头像就是脱胎于《星际穿越》中的黑洞形象        尽管黑洞很“黑”，但并非无法观测，可以借由黑洞周围物质辐射的电磁波或抛射的物质来对黑洞进行间接的观测黑洞吸引周围物质形成吸积盘，其最后一个稳定轨道内边缘的温度可以达到数百万上千万度，会向外发射出强烈的软X射线；而从吸积盘边缘到黑洞视界的高温等离子体温度则可以高达数十亿度，这个区域主要发射比软X射线能量更高的硬X射线。

很多黑洞由于被厚厚的宇宙尘埃（由被黑洞引力撕碎的天体构成）所包围，软X射线无法穿透尘埃，需要硬X射线才能对它们进行有效的观测，因此硬X射线是研究邻近黑洞强引力场区域时间、空间和物质性质的关键波段。

磁气圈，使地球免受来自外层空间高能粒子和高能辐射照射        宇宙空间中天体辐射的硬X射线在地球表面是观测不到的强大的地球磁气圈有效地将高能空间辐射隔绝在了外侧，避免了高能空间辐射危害地表生命，也同时消除了从地表直接观测到这些高能宇宙辐射的可能性。

因此，只有通过向宇宙中发射空间望远镜才能对硬X射线开展全面、精确的天文观测硬X射线调制望远镜HXMT        硬X射线调制望远镜由中国科学院和中国航天科技集团联合研制，是我国首台空间望远镜，其对硬X射线的成像技术和

探测器技术均为我国原创。

硬X射线调制望远镜的主要载荷布局硬X射线的成像比普通医用X射线成像要困难得多国际上从上世纪70年代开始了硬X射线的编码孔径成像技术的研究，它使用探测器阵列与编码孔板构成的编码孔径望远镜，记录不同方向入射的光子编码板投影的叠加,然后再借助于解调或者反演的数学方法求出影像。

编码孔径成像阵列示意与欧美的编码孔径成像技术不同，硬X射线调制望远镜是采用直接解调方法反演成像直接解调方法采用非线性手段用于数据分析，建立和发展了对象重建的直接解调方法（Direct Demodulation Imaging Method，简称DD方法）。

，直接解原始的测量方程，实现反演成像该方法具有灵敏度高、抑止噪音能力强、能突破望远镜的内禀角分辨率等传统高能天文成像方法所不具备的优点用该方法指导仪器设计，能够用简单成熟的准直型望远镜实现高灵敏度、高空间分辨硬X射线成像观测。

与复杂昂贵的编码孔径成像系统相比，用简单的准直探测器扫描数据直接解调成像，分辨率高，同时噪音干扰被有效抑制，背景更加干净，能够使用简单成熟的硬件技术实现高分辨、高灵敏度的硬X射线巡天。

陈列于北京博物馆的硬X射线调制望远镜模型        借助硬X射线调制望远镜的强大功能，可以实现最高灵敏度和分辨率的硬X射线巡天，寻找被尘埃遮挡的超大质量黑洞和未知类型天体，分解和确定宇宙硬X射线背景辐射的来源；

研究致密天体和黑洞强引力场中动力学和高能辐射过程，对黑洞、中子星、活动星系核等高能天体实现高精度定向观测，研究其光变性质和光谱，高能粒子加速机制等重要物理过程硬X射线调制望远镜的主要观测目标包括：硬X射线巡天：。

硬X射线调制望远镜绘制高精度硬X射线天图，搜寻、定位大量硬X射线天体，并有可能发现新的天体类型观测活动星系核和类星体：活动星系核和类星体的能量来源是人类尚未解释的宇宙之谜，有可能来自于巨型黑洞和周围物质之间的作用。

硬X射线调制望远镜将系统研究各类活动星系核和类星体的硬X射线辐射性质，并通过与其他波段的联测研究活动星系核的辐射来源和辐射区结构观测X射线双星：X射线双星由一个中子星或黑洞与一个正常恒星构成硬X射线调制望远镜。

将通过X射线双星研究致密星周围吸积盘的形成和演化、强引力场中各种广义相对论效应的检验、黑洞的形成及演化、黑洞自转、视超光速喷流现象、中子星的物质状态方程等观测超新星遗迹：超新星遗迹是恒星演化晚期超新星爆发的产物，。

硬X射线调制望远镜将研究超新星遗迹的非热X射线辐射性质，探索高能宇宙线的起源和加速观测星系团：星系团是宇宙中最大的引力束缚系统硬X射线调制望远镜将系统研究星系团的硬X射线辐射，测量星系团中高能粒子的含量，探讨高能粒子对气体的加热效应。

恒星的耀斑爆发恒星巨大的耀斑爆发要比太阳耀斑强许多个数量级，伴随着强烈的X射线暴发硬X射线调制望远镜可研究恒星冕区的演化、以及高能粒子在磁活动区的被加速。

X射线双星，由一颗光学星和一个X射线星体组成

蟹状星云，其中心隐藏着一颗中子星

致密星系团值得说明的是，尽管硬X射线调制望远镜是我国第一颗空间望远镜，但我国在天体物理研究领域却并不弱；事实上，由于大量天体观测结果在学术界是公开的，我国学者在天体物理研究中获得了不少国际先进的成果，研究水平走在世界的前列。

今后有了硬X射线调制望远镜获得的第一手资料，相信我国在天体物理研究领域将会有更大的发展和进步。

其他X射线望远镜雨燕 SWIFT雨燕卫星，全称为伽玛暴快速反应探测器（Swift Gamma-Ray Burst Mission），是美国宇航局2004年发射的一颗专门用于观测伽玛射线暴的天文卫星，工作在伽玛射线、X射线、紫外线以及可见光多个波段。

        雨燕卫星重约1500kg，主要载荷包括：爆发警示望远镜（BAT）：采用编码孔成像板成像技术，成像板面积约5200平方厘米，工作能段为15-150keVX射线望远镜（XRT），能够对伽玛射线暴的余辉进行成像，精确测定伽玛射线暴的位置，误差大约为3.5角秒，工作能段为0.2-10keV；同时也能够监测余辉在数日到数周内的光变曲线。

紫外/光学望远镜（UVOT），工作波段为170-650纳米，能够对伽玛射线暴在光学波段的余辉进行成像，也能测定其亮度和光谱、以及长时间光变曲线。

雨燕卫星（望远镜）

2009年，雨燕捕捉到疑似黑洞形成瞬间的图像钱德拉X射线天文台 CXO钱德拉X射线天文台（Chandra X-ray Observatory，CXO）是美国宇航局于1999年发射的一颗X射线天文望远镜，是美国大型轨道天文台计划的第三颗卫星，目的是观测天体的X射线辐射。

其特点是兼具极高的空间分辨率和谱分辨率，被认为是X射线天文学上具有里程碑意义的空间望远镜，标志着X射线天文学从测光时代进入了光谱时代钱德拉X射线天文台的制造耗资15.5亿美元，原名为先进X射线天文设备（AXAF），1998年，为纪念美籍印度裔天体物理家钱德拉塞卡而更名。

1999年7月23日，钱德拉X射线天文台由哥伦比亚号航天飞机搭载升空，送入一条近地点为1万公里、远地点为14万公里的椭圆轨道上，轨道周期约64小时钱德拉X射线天文台总重约4.8吨，主镜为四台套筒式掠射望远镜，每台口径1.2米，焦距10米，接收面积0.04平方米，采用沃尔特型光路。

其主要载荷包括：高新CCD成像频谱仪（ACIS）：由10台CCD组成，观测能段为0.2-10 keV高分辨率照相机（HRC）：主要部件是2台微通道板探测器，观测能段为0.1-10 keV，时间分辨率达到0.016秒。

高能透射光栅摄谱仪（HETGS）：观测能段为0.4 - 10 keV，谱分辨率为60-1000低能透射光栅摄谱仪（LETGS）：观测能段为0.09 - 3 keV，谱分辨率为40-2000，两台摄谱仪都能够与高新CCD成像摄谱仪和高分辨率相机联合工作。

钱德拉X射线天文台

钱德拉拍摄的水母星云（Medusa）

钱德拉拍摄的老鹰星云（Eagle Nebula，部分）

钱德拉拍摄的蟹状星云与前文引用的蟹状星云可见光照片不同，这张合成照片可以明显看出蟹状星云中部中子星喷射出的高能辐射流牛顿Ｘ射线多镜片望远镜XMMXMM-牛顿Ｘ射线多镜片望远镜于1997年3月开始建造，原名为“高通量X射线分光任务”（The High-Throughput X-ray Spectroscopy Mission），为纪念英国著名物理学家牛顿而命名XMM-牛顿。

Ｘ射线多镜片望远镜，XMM表示X射线多镜面任务（X-ray Multi-Mirror Mission）1999年12月10日，XMM-牛顿卫星在法属圭亚那的库鲁发射场由阿里安5型运载火箭发射升空，送入近地点7千公里、远地点11万4千公里的

椭圆轨道，轨道倾角40°，轨道周期约48小时XMM-牛顿Ｘ射线多镜片望远镜重约3.8吨，长约10米，太阳能电池帆板翼展16米其携带的主要载荷包括：3台掠射式X射线望远镜，每个望远镜由58个套筒组成，采用沃尔特Ⅰ型构造，最大的一层直径为70厘米，焦距为7.5米，总接收面积达到4,300平方厘米，由意大利制造提供。

3台光子成像照相机EPIC，工作能段为0.2-12keV，位于X射线望远镜的焦平面上，用于X射线成像、X射线测光和中等分辨率分光其中两台为MOS（金属氧化半导体）照相机，由7块不共面的CCD芯片组成，另一台为PN照相机，由12块共面的CCD芯片组成。

2台反射式光栅分光仪（RGS），位于X射线望远镜的焦平面上，可以获得高分辨率的X射线光谱。1台光学监视器（OM），为口径30厘米的R-C式光学/紫外望远镜。

XMM-牛顿Ｘ射线多镜片望远镜

欧空局合成的蟹状星云图下方是不同谱段射线的成像结果，其中X射线谱段图像由XMM-牛顿提供日本x射线空间望远镜 瞳ASTRO-H日本x射线空间望远镜“瞳”ASTRO-H由日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)联合。

多国共同开发，于2016年2月17日由H-2A火箭发射升空，送入了高度550km、倾角31°的近地轨道（LEO）瞳ASTRO-Hx射线空间望远镜重约2.4吨，发射状态长约8米，在轨展开后长度可达14m其携带的主要载荷包括：。

硬X射线望远镜（HXT）：当时世界首台硬X射线的聚光成像观测设备软X射线望远镜（SXT-S，SXT-I）硬X射线摄像探测器（HXI）软X射线分光探测器（SXS）软X射线摄像探测器（SXI）软γ射线探测器

（SGD）：又称为“窄视野半导体康普顿相机”，是当时世界上灵敏度最高的软伽玛射线观测设备。

日本x射线空间望远镜 瞳ASTRO-H

瞳ASTRO-H的结构组成

瞳ASTRO-H的镜片组日本为x射线空间望远镜ASTRO-H制作的宣传动画 尽管日本x射线空间望远镜“瞳”ASTRO-H的技术指标参数十分优秀，但是仅在轨运行一个多月后（2016年3月26日），JAXA宣布与

ASTRO-H失去了联系由于软件编写问题，这台造价接近19亿元人民币的空间望远镜在一次调姿操作中陷入了高速翻滚，并最终导致卫星解体 这已经不是细心的日本人第一次犯错了2000年，ASTRO-E卫星发射任务发射失败，火箭未能把载荷送入轨道；。

2005年，“朱雀”卫星因为氦气泄露故障导致卫星入轨后数周内重要单机即故障报废之所以提到这两次任务失败是因为它们和ASTRO-H一样搭载了同样的载荷：软X射线分光探测器（SXS）该载荷由美国威斯康辛大学麦迪逊分校的天文学家Dan McCammon研制，他在过去三十年里研究建造的3台。

SXS都无一例外砸在了日本人手里……

Dan McCammon的心里阴影面积一定灰常大…… 航天活动风险很大，运气的因素也非常重要祝愿Dan McCammon教授能够重整旗鼓，再接再厉另外，谨慎选择航天活动的合作对象也很重要，真诚的建议Dan McCammon

教授也可以考虑一下换个国籍、绕开ITA与中国合作……

         想进一步的了解黑洞及其他X射线星体的相关理论知识，可以参阅霍金的《果壳中的宇宙》，或者他最近的一本新书《黑洞不是黑的》。

         来不及看书的朋友，也可以点击末尾的原文链接，先看一段公开课《钱德拉X射线望远镜发射的十个年头》视频对钱德拉X射线望远镜十年来的重要发现进行了回顾，并穿插着X射线天体的基本情况进行了介绍。

。遗憾的是没有字幕，如果谁有中文字幕资源可在后台告知，星海君将帮您分享给其他感兴趣的朋友。

免责声明：本站所有信息均搜集自互联网，并不代表本站观点，本站不对其真实合法性负责。如有信息侵犯了您的权益，请告知，本站将立刻处理。联系QQ：1640731186