8月27日，第二屆中國空間科學(xué)大會上，來自中國科學(xué)院國家天文臺的研究人員發(fā)布了EP-WXT探路者的首批在軌實測結(jié)果。這是國際上首次獲得并公開發(fā)布的寬視場X射線聚焦成像天圖。
據(jù)了解，EP-WXT探路者是愛因斯坦探針（EP）衛(wèi)星寬視場X射線望遠(yuǎn)鏡（WXT）的一個實驗?zāi)K，于北京時間2022年7月27日搭載由中科院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院抓總研制的空間新技術(shù)試驗衛(wèi)星（SATech-01）發(fā)射升空，旨在開展一系列在軌測試和觀測實驗，為未來EP衛(wèi)星盡早開展科學(xué)運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。
【資料圖】
截至目前，儀器已開展了為期4天的在軌測試觀測，成功獲得了一批天體的真實X射線實測圖像和能譜。
據(jù)了解，儀器的關(guān)鍵器件包括36片微孔龍蝦眼鏡片組成的X射線聚焦鏡組件和4片大陣列CMOS傳感器組成的焦面探測器，均為我國自主研發(fā)。這也是首次將CMOS傳感器應(yīng)用于空間X射線天文探測。EP衛(wèi)星將搭載12個相同的WXT望遠(yuǎn)鏡模塊，總視場可達(dá)3600多平方度。?
圖1：寬視場X射線望遠(yuǎn)鏡模塊對銀河系中心天區(qū)單次觀測獲得的X射線圖像（視場18.6度x18.6度）。
利用該儀器，科學(xué)家首先觀測了銀河系中心天區(qū)（圖1）。結(jié)果顯示，單次觀測就能夠同時探測到多個方向上的X射線源，包含了恒星級質(zhì)量黑洞和中子星。觀測也捕捉到一個X射線輻射增亮數(shù)倍的中子星X射線雙星（圖2左）。
圖2：對銀河系中心天區(qū)單次觀測獲得的X射線圖像（左圖）和仿真圖像（右圖），左右圖的觀測時長同為800秒，視場18.6度x18.6度。
（左圖中紅色標(biāo)記的是捕捉到的一個變亮的中子星X射線雙星）。?
此外，從觀測數(shù)據(jù)中，研究人員還能獲得這些天體X射線輻射強(qiáng)度隨時間變化的信息，以及天體的X射線能譜。觀測結(jié)果與仿真結(jié)果（圖2右）相比高度一致。該儀器也觀測了銀河系的近鄰星系——大麥哲倫云（圖3），單次觀測即可覆蓋整個星系，同時探測到包含黑洞和中子星的多個X射線源。
圖3：左圖：近鄰星系大麥哲倫云的DSS光學(xué)圖像；右圖：寬視場X射線望遠(yuǎn)鏡對大麥哲倫云進(jìn)行700秒觀測后得到的X射線圖像（1個CMOS視場，9.3度x9.3度）。?
圖4：觀測到的天鵝座環(huán)狀星云（角直徑2.5?度）的X射線偽彩色圖像（顏色代表光子的能量，紅色?0.3-0.6keV；?綠色?0.6-0.8 keV；藍(lán)色?0.8-2.0keV），觀測時長為600秒。
通過未來更多的觀測，寬視場望遠(yuǎn)鏡將能高效地監(jiān)測天體的X射線光變，預(yù)期將發(fā)現(xiàn)新的暫現(xiàn)源。圖4展示了對著名的天鵝座超新星遺跡的成像結(jié)果，表明了龍蝦眼望遠(yuǎn)鏡對彌散源的成像能力。對超新星遺跡Cas?A的觀測，則充分展示了CMOS探測器優(yōu)秀的X射線能譜分辨率（圖5）。
圖5：觀測到的超新星遺跡Cas?A的X射線能譜，觀測時長為1100秒。分析表明能譜分辨率為150eV。
儀器還探測到距離8.14億光年的遙遠(yuǎn)類星體的X射線，證明其對較暗弱的X射線源的探測能力（圖6）。?初步測試結(jié)果表明，儀器功能正常，為滿足EP寬視場望遠(yuǎn)鏡的科學(xué)需求奠定了堅實的基礎(chǔ)。
圖6：對遙遠(yuǎn)的類星體?3C?382（紅移0.056，距離8.14億光年）的探測，表明儀器具有對較暗弱X射線源的探測能力。
EP衛(wèi)星首席科學(xué)家、中科院國家天文臺袁為民博士表示，“這些結(jié)果十分激動人心，表明我們的儀器能夠獲得預(yù)期科學(xué)數(shù)據(jù)，為此我們付出了十多年的努力。我對EP的科學(xué)能力充滿信心“。
國際上該領(lǐng)域著名專家，英國萊斯特大學(xué)P.O’Brien教授和R.Willingale教授表示：“EP探路者的首光結(jié)果令人印象深刻。這是第一個寬視場X射線聚焦望遠(yuǎn)鏡，創(chuàng)造了一個新記錄。幾十年來，我們一直在期待一個真正的寬視場軟X射線望遠(yuǎn)鏡，EP-WXT探路者的成功運(yùn)行令人振奮。這項技術(shù)將對X射線天空的監(jiān)測帶來變革性的推動，這項試驗也表明了EP衛(wèi)星巨大的科學(xué)潛力。”?（宋雅娟）
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