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2012 年 4 月 23 日

X 光太空天文台攝影特展 (23):錢卓拉 X 光天文台的規劃與先驅

文字提供 : 陳輝樺

說明 : 一門新的科學發展初期,相關儀器的研發、實驗的探索、理論的建構等都具有絕對的必要性和決定性進展, 尤其是針對如 X 光等無法以可見光瞧見的電磁波段資料取得與理解。 因此,由 X 光的發現、X 光的產生機制、X 光的運用、X 光相關偵測儀器的開發、X 光源的搜尋實驗、 X 光天文台的規劃•••等, 先驅們都需具有時代創新的大格局的藍圖規劃勇氣與魄力。

        1895 年 11 月 8 日德國科學家威廉•康拉德•倫琴 (Wilhelm Conrad Röntgen,1845.3.27. – 1923.2.10.) 發現 X 光是一種新的射線。1901 年倫琴獲得諾貝爾物理學獎。

        在 X 光 的探測方面,1895 年美國發明家愛迪生 (Thomas Alva Edison,1847.2.11. – 1931.10.18.) 研究材料在 X 光照射下發出螢光的能力。

        1906 年英國物理學家查爾斯•格洛弗•巴克拉 (Charles Glover Barkla,1877.6.27.-1944.10.26.)發現 X 光能夠被氣體 散射 (Scattering) 的現象,並且每一種 氣體元素都具有其獨特的 X 光 譜線 ,因此獲得了 1917 年諾貝爾物理學獎。

        在 X 光的儀器開發方面,蓋革計數器 (Geiger-Müller counter)是由 1908 年德國物理學家漢斯•蓋革 (Johannes (Hans) Wilhelm Geiger,1882.9.30.-1945.9.24.) 和英國物理學家歐內斯特•拉塞福 (Ernest Rutherford,1871.8.30.-1937.10.19.) 在 α 粒子散射實驗中, 為了探測粒子而設計的。後來在 1928 年蓋革又和他的學生米勒 (Walther Müller,1905.9.6. – 1979.12.4.) 對其進行了改進,使其可以用於探測所有的 電離輻射 。 1949 年 9 月,美國海軍研究實驗室(NRL)在新墨西哥州的白沙飛彈靶場使用德國 V-2 火箭搭載的蓋革計數器,首次觀測到 太陽日冕 (Solar Corona) 發出的 X 光,證實了 太陽 是一個 X 光源。

        義大利裔美籍實驗物理學家布魯諾•羅西 (Bruno Benedetto Rossi ,1905.4.13. – 1993.11.21.,上圖照) ,於 1930 ~ 1950 年代主要貢獻在宇宙射線暨粒子物理方面,在 1960 年代是 X 光天文學和太空電漿物理的先驅。他在實驗電子儀器上有著卓越的貢獻,發明了同步電流器 (coincidence circuit)、變頻器 (Time-to-amplitude converter ) 和快速離子槍 ( fast ionization chamber) 等重要科學儀器。

        義大利裔美國天文學家里卡爾多•賈科尼 (Riccardo Giacconi,1931.10.6.-) ,於 1962 年 他領導利用火箭探測太空中的 X 光輻射的計劃, 意外地在 天蠍座 (Scorpius) 發現了第一個 X 光源 (天蠍座 X-1) ,這一發現被認為是開啟了 X 光天文學的時代。隨後 1970 年 12 月 12 日,他領導的團隊成功發射人類歷史上第一顆 X 光天文衛星 ─ 烏呼魯衛星 (Uhuru,探險者 42 號 ,SAS-1),1970 年 12 月 21 日,運用烏呼魯 X 光天文衛星開始針對大麥哲倫星雲裡的 LMC X-1、LMC X-2、LMC X-3 進行一個月系列性的觀測, 也對小麥哲倫星雲裡的 SMC X-1 變星進行偵測。前後烏呼魯衛星已確認了 339 個 X 光源,發現了許多銀河系裡的 X 光 雙星 。1973 年,他領導研製了世界上第一顆能成像的 X 光天文衛星 ─ 愛因斯坦衛星 。 他還是 掠射式 X 光望遠鏡 (Wolter telescope) 的提出者和錢德拉 X 光天文台 (Chandra X-ray ObservatoryCXO ) 的倡導者之一。 賈科尼的工作將天文學的觀測由可見光拓展到 X 光波段,因其在 X 光天文學上的開創性貢獻而獲得 2002 年諾貝爾物理學獎。

       
明日主題 : X 光太空天文台攝影特展 (24):錢卓拉 X 光天文台(CXO)
天文史上的今天 : 1792 年 4 月 23 日,英國物理學家、天文學家 John Thomas Romney Robinson (1792.4.23. - 1882.2.28.) 出生。他長期擔任英國 Armagh Astronomical Observatory 台長,他曾編輯大量恆星目錄並發表,他也是量測風速設備的發明者。為了紀念他,月面上 有坑洞以他的名字命名。  
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