天天最資訊丨“令人印象深刻”：天文學家首次捕捉到寬視場X射線聚焦成像天圖

這些圖像是由有史以來發射到太空的第一臺真正的廣域X射線聚焦成像望遠鏡拍攝的，是我們宇宙的第一張寬視場X射線圖像，現在可以讓普通公眾看到。

來自中國科學院（CAS）的科學家們在中國太原舉行的第二屆中國空間科學大會上介紹了這些發現。

自從60年前探測到來自宇宙最遠處的第一個X射線信號以來，在 Pathfinder之前，一直沒有一個寬視場X射線望遠鏡可用于X射線調查和監測。

(資料圖)

為了測試該模塊在軌道上的性能， Pathfinder被送入太空。這次實驗之旅將為EP即將進行的在軌科學任務奠定基礎，因為它收集了軟X射線波段的數據。

EP將通過觀察瞬變現象來探索時域天體物理學中的公開問題。該任務由中國科學院與歐洲航天局（ESA）和馬克斯-普朗克地外物理研究所合作贊助，預計將在2023年底前飛行。

WXT測試模塊覆蓋的視場可達340平方度（18.6°×18.6°），這使得它成為第一個真正的寬視場X射線聚焦成像望遠鏡。由于X射線光子的高能量，通過彎曲光線（聚焦）進行X射線成像是出了名的困難，而要從寬視場獲得清晰的圖像就更難了。由于采用了稱為微孔龍蝦眼X射線聚焦成像的先進技術，該測試模塊擁有至少100倍于其他聚焦X射線成像器的視野。將在EP上飛行的完整的WXT將由12個相同的模塊組成，覆蓋一個寬達3600平方度的視場。

在試飛期間，Pathfinder（共進行了四天的在軌實驗觀測，并獲得了基于真實測量的真實X射線光譜和圖像。

Pathfinder（的關鍵部件包括X射線成像鏡組件，它具有36個微孔龍蝦眼板陣列和一個由四組大尺寸成像傳感器組成的焦平面探測器。

盡管這些結果仍然是初步的，而且必須進行大量的數據處理，但這次試飛表明，即使是一次性的觀測，也可以覆蓋所觀察到的那片天空中所有方向的X射線源，包括恒星質量的黑洞和中子星。這次觀測還捕捉到了來自一個含有中子星的雙星系統的X射線增亮。這些觀測的數據提供了關于來自此類天體的X射線輻射如何隨時間變化的信息，以及這些天體的X射線光譜。測試觀測得到的圖像和光譜與模擬結果高度一致。

該儀器還瞄準了其他一些X射線源，包括大麥哲倫星系（LMC），我們相鄰的星系之一。結果表明，即使是一次性的觀測也能覆蓋這個星系的全部，探測到多個X射線源，包括黑洞、中子星和超新星殘骸。該儀器對距離8.1億光年的遙遠的類星體3C 382的清晰成像，揭示了其探測相對微弱的X射線源的能力。在未來的觀測中，該成像儀有望有效監測天體的X射線變異性，并發現新的瞬態源。

據EP任務的主要研究者和中國科學院國家天文臺（NAOC）的研究員袁為民博士說，初步結果顯示，“該儀器運行平穩”，符合EP WXT模塊的要求。“看到長達十年的努力結出了第一個果實，這很令人興奮，”他笑著說。

其他參與EP任務的研究人員也很滿意。WXT反射鏡組件的負責人張晨博士說，這些結果承諾在探測器發射后會有 “豐富、高質量的數據”。

歐空局任命的EP任務科學家、萊斯特大學的研究員Paul O'Brien教授說，這些結果“真的令人印象深刻”。

O'Brien教授在萊斯特大學的同事Richard Willingale說：“幾十年來，我們一直在等待一個真正的寬視場軟X射線成像儀，所以看到WXT測試模塊在EP-WXT探路者上飛行是非常美妙的。”