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2012 年 4 月 11 日

X 光太空天文台攝影特展 (11):21 世紀初的 X 光觀測史 

文字提供 : 陳輝樺

說明 : 由於 地球大氣層 對於 X 光有著阻擋的效應, 因此想要探研 X 光天文學只能在高空或者大氣層以外, 才能進行觀測天體的 X 光輻射,所以在天文衛星升空後的 20 世紀 70 年代開始,裝載著 X 光偵測儀器的衛星成為 X 光天文學的最主要工具。 X 光天文學歷經 20 多年的蓬勃進展,於 20 世紀 90 年代正要大放光彩。美國的羅西 X光時變探測器、具非常高的空間解析度(0.5 角秒)和光譜解析度的美國錢德拉 X 光天文台 (CXO) 、美國用於觀測伽瑪射線暴的雨燕衛星(Swift Gamma-Ray Burst Mission,Swift)、歐洲具極高光譜解析度的 XMM ─ 牛頓衛星 (XMM-Newton,上圖模型照) 、歐洲國際伽瑪射線天體物理實驗室(International Gamma-Ray Astrophysics Laboratory,INTEGRAL)、日本的朱雀衛星 (Suzaku,Astro-E2)等,都是 21 世紀初 X 光天文觀測的主要設備且獲得大批重要的研究成果。我們依歷史的軌跡來略述這個年代的 X 光觀測史與成就:

         2000 年 9 月 14 日,首度發表以較優於望遠鏡角解析度的 干涉儀 (interferometer) 進行偵測 X 光干涉條紋的討論。實驗室裡角解析度可達 0.1 角秒

         2000 年 10 月 9 日,攜帶有可進行 伽瑪射線爆 (gamma-ray burst)、X 光、伽瑪射線 等多重波長研究的美國太空總署 (NASA) 高能瞬間探索 2 號衛星 (High Energy Transient Explorer,HETE-2)順利升空。

         2001 年 1 月 10 日,具極高空間解析度和光譜解析度的美國太空總署 (NASA)錢卓拉 X 光天文台(Chandra X-ray Observatory,CXO)衛星首度偵測到 金星大氣層 螢光效應的太陽 X 光散射。

         2002 年 2 月 5 日,美國太空總署 (NASA) 小型探索衛星拉馬第高能太陽光譜成像探測器(Reuven Ramaty High-Energy Solar Spectroscopic ImagerRHESSI)順利升空。它主要任務是研究 太陽耀斑 中的粒子加速和能量釋放過程,觀測範圍從 3 keV 軟 X 光波段到 20 MeV 伽瑪射線波段,並具有極高的光譜分辨功能。

         2002 年 9 月 10 日,歐洲太空總署 (ESA,European Space Agency)研發具有極高光譜分辨功能的 XMM-牛頓衛星(X-ray Multi-Mirror Newton,XMM-Newton) 確認 土星 是個 X 光源。

         2002 年 10 月 17 日,由歐洲太空總署 (ESA) 研製,再與美國航空暨太空總署  (NASA) 和俄羅斯太空總署合作的國際伽瑪射線天體物理實驗室(INTEGRAL)順利升空。它具光 譜儀和成像功能,主要探索能量範圍從 15 KeV ~ 10 MeV 波段的全天域伽瑪射線源天文觀測,並具 X 光和可見光的監視功能。

         2002 年 12 月 6 日,宣稱應用美國太空總署 (NASA) 小型探索衛星拉馬第高能太陽光譜成像探測器(Reuven Ramaty High-Energy Solar Spectroscopic ImagerRHESSI) 觀測到伽瑪射線源的線性偏振(Linear Polarization)現象。2003 年 1 月 13 日,美國太空總署 (NASA) 學術衛星 ─ 宇宙熱星際電漿光度計號 (Cosmic Hot Interstellar Plasma SpectrometerCHIPS)順利升空。

         2003 年 3 月 29 日,攜帶有可進行伽瑪射線爆、X 光、伽瑪射線等多重波長研究的美國太空總署  (NASA)高能瞬間探索 2 號衛星 (High Energy Transient Explorer,HETE-2)發現伽瑪射線爆 GRB 030329 和 SN 2003dh 超新星爆發的一致性。

         2003 年 11 月 4 日,人造衛星發現了歷年來的最大一次 太陽閃燄 (solar flare)。

         2003 年 1 月 20 日,美國靜止環境觀測衛星(Geostationary Operational Environment Satellite,GOES)發現了大太陽閃燄 (solar flare),這太陽閃燄足以影響地球大氣層裡離子層的分佈。幸運地,當天具極高空間解析度和光譜解析度的美國太空總署 (NASA) 錢卓拉 X 光天文台(Chandra X-ray Observatory,CXO)衛星偵測到 土星大氣層 螢光效應的太陽 X 光散射。

         2004 年 11 月 20 日,由美國航空暨太空總署  (NASA)、英國、義大利共同研製觀測伽瑪射線爆 (gamma-ray burst) 的天文衛星 ─ 雨燕衛星(Swift)順利升空。它的探索電磁波段範圍在伽瑪射線、X 光、紫外光以及可見光等多個波段。

         2004 年 12 月 27 日,接收到位於人馬座、距離地球 5 萬光年遠的磁星 (magnetar) SGR 1806-20 之軟伽瑪射線輻射,它是已知太陽系外爆發事件中,軟伽瑪射線源最亮的一次,甚至可能成為有智慧型生物存在的行星。

         2005 年 5 月 9 日,由美國航空暨太空總署  (NASA)、英國、義大利共同研製觀測伽瑪射線爆的天文衛星 ─ 雨燕衛星(Swift)首度確認一短周期伽瑪射線爆 GRB 050509b

         2005 年 7 月 9 日,日本與美國太空總署  (NASA) 共同研發替代日本發射第 5 顆 X 光天文衛星 Astro-E 的朱雀衛星(Suzaku,Astro-E2)順利升空。此衛星主要目的在於研究宇宙中發出 X 光的 電漿體 性質、星系團 的演化、以及 活躍星系核 周圍的物理過程等。

         2005 年 12 月 16 日,由美國航空暨太空總署 (NASA)、英國、義大利共同研製觀測伽瑪射線爆的天文衛星 ─ 雨燕衛星(Swift)偵測到 飛馬座 (Pegasus)內雙星系統的超大 X 光閃燄 (superflare)。 2008 年 4 月 25 日,雨燕衛星(Swift)偵測到 蝎虎座 (Lacerta)內單一 M 型矮星的超大 X 光閃燄。

明日主題 : X 光太空天文台攝影特展 (12): 高能天文台 1 號 (HEAO-1)
天文史上的今天 : 1862 年 4 月 11 日,美國天文學家 William Wallace Campbell (1862.4.11.-1938.6.14.) 出生。他專精於光譜學 (spectroscopy),曾在 1900-1930 年擔任利克天文台(Lick Observatory)台長。  
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