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主題介紹:錢卓拉 X 光太空天文台


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錢卓拉 X 光太空天文台

        1999 年 7 月 23 日,美國太空總署 (NASA)依據電磁波段著手進行太空天文觀測 4 大天文台 (Great Observatories) 計畫中的第 3 顆觀測衛星錢卓拉 X 光天文台 (Chandra X-ray ObservatoryCXO,上圖照是已裝載於太空梭內部的 CXO 照片) 搭載哥倫比亞號太空梭 (shuttle Columbia) 在執行STS-93 執行太空任務時順利升空,進入運行在近地點為 1 萬公里、遠地點為 14 萬公里的一條橢圓軌道上,軌道周期為 64 小時。 這顆以印度裔美國籍物理學家蘇布拉馬尼揚•錢卓拉塞卡 (Subrahmanyan Chandrasekhar,1910.10.19. – 1995.8.21.) 命名 、具極高的空間解析度和光譜解析度的太空天文台,被認為是 X 光天文學進入了光譜時代具有里程碑意義的太空望遠鏡。

        CXO
是大型軌道天文台計劃之一總重約 4.8 噸,主鏡為 4 台套筒式沃爾特型 掠射式 X 光望遠鏡 (Wolter telescope) ,每台口徑 1.2 公尺,焦距為 10 公尺,接受面積達 0.04 平方公尺。關鍵主要設備有由 10 台 CCD (電子耦合裝置) 組成、觀測能量波段在 0.2 ~ 10 keV 的進階 CCD 成像頻譜儀 (Advanced CCD Imaging SpectrometerACIS),由 2 台微電路板探測器組成、觀測能量波段在 0.1 ~ 10 keV、時間解析度達 0.016 秒的高解析度照相機( High Resolution Camera,HRC),觀測能量波段在 0.4 ~ 10 keV、光譜解析度為 60 ~1000 的高能透射光柵攝譜儀 (High Energy Transmission Grating SpectrometerHETGS), 能夠與 ACIS HRC 結合觀測能量波段在 0.09 ~ 3 keV、光譜解析度為 40 ~ 2000 的兩台低能透射光柵攝譜儀 ( Low Energy Transmission Grating Spectrometer,LETGS)等科學儀器。

        錢卓拉 X 光天文台是 21 世紀初 X 光天文觀測的主要設備且已獲得大批重要的研究成果,包括首度偵測到 金星大氣層 螢光效應的太陽 X 光散射、Cassiopeia A  超新星爆發 的 X 光輻射、在星暴星系 M82 裡發現了中等質量 黑洞 (black holes) 的證據、發現 伽瑪射線爆 (gamma-ray burst) GRB 991216 中的 X 光輻射、觀測到 銀河系中心 超大質量黑洞、天蠍座 A (Sagittarius A*) 的 X 光輻射、物質從 原恆星盤 落入恆星時輻射出的 X 光、Abell 2142  星系互碰 的過程 、發現繞著 雙星 系統的 棕矮星 TWA 5B 、 量測到 哈柏常數  (Hubble constant) 為 76.9 km/s/Mpc 、超大 星系團 的碰撞等等。


壹、X 光與 X 光天文史:

特展緣起 特展規劃 X 光是種高溫熱輻射產生的電磁波 X 光的發現與探測 何謂「X 光天文學」? X 光探測器
20 世紀 40 ~ 60 年代的 X 光觀測史 20 世紀 70 年代的 X 光觀測史 20 世紀 80 年代的 X 光觀測史 20 世紀 90 年代的 X 光觀測史 21 世紀初的 X 光觀測史 高能天文台 1 號 (HEAO-1)
高能天文台 2 號 (HEAO-2,愛因斯坦衛星) 高能天文台 3 號 (HEAO-3) 禮炮 4 號 (Salyut-4) 太空站 軌道太陽天文台 (OSO) BeppoSAX 衛星 倫琴衛星 (ROSAT)
尤利西斯號衛星(Ulysses) Astro-D 衛星 羅西 X 光計時探測器 (RXTE) XMM ─ 牛頓衛星(XMM-Newton) 拉馬第高能太陽光譜成像探測器(RHESSI) 高能瞬間探索 2 號衛星 (HETE-2)
朱雀衛星 (Suzaku,Astro-E2) 雨燕衛星(Swift) 國際伽瑪射線天體物理實驗室(INTEGRAL)


貳、錢卓拉 X 光太空天文台 (Chandra) :

NASA 4 大太空天文台計畫的分工 錢卓拉 X 光天文台的規劃與先驅 錢卓拉 X 光天文台(CXO)    


參、太陽系裡的星體 (Solar System):

地球極光的 X 輻射 木星大氣與極光的 X 輻射 土星的 X 光影像 月球的 X 光影像 火星的 X 光影像 金星的 X 光影像
彗星 C/1999 S4 的 X 光影像


肆、恆星與星雲 (Normal Stars & Star Clusters):

小精靈星雲 (NGC 281) 小精靈星雲 (NGC 281) 吵雜的恆星生成區 NGC 346 壯大中的蜘蛛星雲(Tarantula Nebula,劍魚座 30,30 Doradus,NGC 2070) 蜘蛛星雲(Tarantula Nebula,劍魚座 30,30 Doradus,NGC 2070)新景觀 蜘蛛星雲(Tarantula Nebula,劍魚座 30,30 Doradus,NGC 2070)之心
凝視獵戶座大星雲 (Orion Nebula,M42,NGC 1976) 船底座星雲 (Carina Nebula,船底座 η 星雲,NGC 3372) NGC 3576 鷹星雲 (M16,NGC 6611) 的雲柱 天鵝星雲 (M17,NGC 6618,Ω 星雲)、或稱馬蹄星雲 (Horseshoe nebula) 或稱龍蝦星雲 (Lobster nebula) 眉月星雲(Crescent Nebula,NGC 6888,Caldwell 27)
仙王座 B (Cepheus B) 觸發恆星生成 南冕座星雲 (Coronet cluster) 海山二 (Eta Carinae) 玫瑰星雲 (Rosette Nebula,Caldwell 49) 之心 W3 恆星生成重區 天狼雙星 (Sirius A 和 Sirius B)
圓拱星團 (Arches Cluster)、五合星團(Quintuplet Cluster)和銀河星系核星團 (GC Cluster) J144547-5931 和 J144701-5919 Westerlund 2 RCW 38 RCW 108 (Gum 53) 之重雛星 RCW 108 (Gum 53) 之超新星

 

伍、白矮星與行星狀星雲 (White Dwarfs & Planetary Nebulas):

遠望貓眼星雲(Cat's Eye Nebula,NGC 6543,Caldwell 6) 貓眼星雲(Cat's Eye Nebula,NGC 6543,Caldwell 6)之眼 螞蟻星雲(Menzel 3,Mz3)

 

陸、超新星爆發 (Supernovas & Supernova Remnants):

超新星 G1.9+0.3 超新星 G11.2-0.3 超新星殘骸 G54.1+0.3 超新星殘骸 G292.0+1.8 超新星殘骸 G299.2-2.9 超新星殘骸 G327.1-1.1
超新星殘骸 G350.1-0.3 恆星形成區 LHa115-N19 超新星殘骸 N49 超新星殘骸 N49B 超新星殘骸 N63A 超新星殘骸 N132D
RCW 86 (SN 185) 之粒子加速圖像 SN 1006 第谷超新星(Tycho's Nova,SN 1572,3C 10,仙后座 B) 刻卜勒超新星(Kepler's Nova,SN 1604,Kepler's Star) SN 1957D SN 1979C
SN 1987A SN 1996cr SN 2006gy SN 2010jl   波霎 PSR B1509-58
SNR 0103-72.6 SNR 0104-72.3 超新星殘骸 W49B (SNR G043.3-00.2,3C 398) SNR 0509-67.5 SNR 0540-69.3  
超新星殘骸 E0102-72.3 超新星殘骸 W28 蟹狀星雲(Crab Nebula,M1,NGC 1952,金牛座 A) 仙后座 A(Cassiopeia A,Cas A) IC 443 裡的中子星 J0617 船尾座 A(Puppis A)
超新星殘骸 RCW 103 超新星殘骸 DEM L71 令人好奇的 SXP 1062      


柒、中子星與 X 光雙星 (Neutron Stars & X-ray Binaries):

波霎 PSR J0357+3205 X 光雙星 GRS 1915+105(V1487 Aquilae) 船帆座波霎 (Vela Pulsar,PSR B0833-45,PSR J0835-4510)之噴流 黑寡婦波霎 (Black Widow Pulsar,B1957+20) IGR J11014-6103

 


捌、黑洞 (Black Holes):

南方深空裡的早期中重質量黑洞 宇宙早期矮星系 Henize 2-10 恆星黑洞(Stellar black hole)XTE J1118+480 Lockman Hole 雙星 M33 X-7 NGC 4342、NGC 4291
銀河核心黑洞 ─ 人馬座 A*(Sagittarius A*,Sgr A*) 凝視銀河暗處的核心 ─ 人馬座 A*(Sagittarius A*,Sgr A*)       無線電星系 4C+00.58
M 81 (NGC 3031,波德星系) 星爆星系 M 82(NGC 3034,雪茄星系) M 82 裡的恆星生成狂潮 M 82 的黑洞 旋轉黑洞 NGC 4374 (M 84) 洋娃娃般的 M84(NGC 4374)
NGC 4696 NGC 6240 NGC 7793      

 

玖、銀河系 (Milky Way Galaxy):

銀河系核心 X 光影像 來自銀河系核心的迴光 DB01-42、DB00-58 和 DB00-6 銀河系核心的高熱氣體 銀河系暈 (Galactic Halo)  


拾、星系與星爆星系 (Normal & Starburst Galaxies):

環繞黑洞的大環 Arp 147 Arp 220 SDSS J1021+1312 車輪星系(Cartwheel Galaxy,ESO 350-40)    
NGC 72 NGC 533、NGC 5044 NGC 604 NGC 1365 NGC 1569 NGC 1700
NGC 1929 NGC 2841 NGC 3079 NGC 4261 活躍星系核 M 86(NGC 4406) NGC 5746
NGC 6482、NGC 7618 NGC 4697 (Caldwell 52) M 106(NGC 4258)     IC 4970 和 NGC 6872
仙女座星系(Andromeda Galaxy,M 31,NGC 224) 仙女座星系(Andromeda Galaxy,M 31,NGC 224) 核心的 X 光影像 仙女座星系(Andromeda Galaxy,M 31,NGC 224) 的核心 觸鬚星系 (Antennae Galaxies,NGC 4038/NGC 4039,Caldwell 60/61) 觸鬚星系 (Antennae Galaxies,NGC 4038/NGC 4039,Caldwell 60/61) 裡的主礦脈元素 觸鬚星系 (Antennae Galaxies,NGC 4038/NGC 4039,Caldwell 60/61) 的 X 光源
紡錘星系 (NGC 3115,Spindle Galaxy,Caldwell 53) 墨西哥帽星系(Sombrero Galaxy,M 104,NGC 4594,草帽星系) 鯨魚星系 (NGC 4631,Caldwell 32) 渦狀星系(Whirlpool Galaxy,M 51,NGC 5194)    
M 83 (NGC 5236)老黑洞新爆發 M 83 (NGC 5236)猛烈活躍的本質   風車星系(M 101,NGC 5457)X 光影像 風車星系(M 101,NGC 5457)裡的準軟 X 光源 風車星系(M 101,NGC 5457)多波段合成影像


拾壹、類星體與活躍星系 (Quasars & Active Galaxies):

Arp 302 (UGC 9618,VV 340) NGC 4151 (Eye of Sauron) Abell 644 M 77 (NGC 1068) 核心黑洞風與反射 M 77 (NGC 1068) 3C 305
室女座 A 星系 (M 87,NGC 4486) 核心區 室女座 A 星系 (M 87,NGC 4486) 的核心附近 室女座 A 星系 (M 87,NGC 4486) 噴流與泡泡 室女座 A 星系 (M 87,NGC 4486) 量子性的噴流 室女座 A 星系 (M 87,NGC 4486) 超級火山般的爆發 3C 442A
半人馬座 A (Centaurus A,NGC 5128) 核心黑洞噴流 半人馬座 A (Centaurus A,NGC 5128) 核心黑洞物質的外逸景觀 半人馬座 A (Centaurus A,NGC 5128) 噴流遇上了鄰近星系 半人馬座 A (Centaurus A,NGC 5128) 巨量噴流呈弧狀 半人馬座 A (Centaurus A,NGC 5128) 活躍星系核 3C 75
NGC 3393 重黑洞對 NGC 4472、NGC 5846 NGC 507、NGC 6166 NGC 4178 天鵝座 A (Cygnus A,3C 405) 3C 321
CID-42     PKS 0637-752 PKS 1127-145 3C 273
CID 1711 圓規座星系 (Circinus Galaxy,ESO 97-G13) 牧夫座星區 (Bootes Field) GB 1508+5714 CL 0542-4100 4C +00.58
CID 3083 第 2 型類星體 (Type 2 Quasar) 四葉苜蓿形的類星體 類星體對 Q2345+007 A, B 銀河系暈 (Galactic Halo) 4C 37.43
SDSSp J1306 SDSS J1254+0846 SDSS 0836+0054、SDSS 1030+0524、SDSS 1306+0356 SMG 123616.1+621513   4C 41.17


拾貳、星系團 (Groups & Clusters of Galaxies):

Abell 85 英仙座星系團(Perseus Cluster,Abell 426) Abell 520 (Train Wreck Cluster) Abell 520 (Train Wreck Cluster) 暗物質之謎 Abell 521 3C 294
Abell 1367 裡的 UGC 6697 后髮座星系團(Coma Cluster,Abell 1656) Abell 1689 Abell 1758 Abell 1795 3C 295
Abell 2029 Abell 2052 Abell 2104 Abell 2125 Abell 2142 3C 186
MS 2137.3-2353 和 Abell 2390 Abell 2597 Abell 2744 (Pandora's Cluster) Abell 3376 矩尺座星系團 (Norma Cluster,ACO 3627,Abell 3627) 3C 438
NGC 1132 英仙座 A (Perseus A,NGC 1275,Caldwell 24) NGC 1399 NGC 4194 雙眼星系 (NGC 4435、NGC 4438,Arp 120) NGC 5813
MACS J0025.4-1222 MACS J 0717.5+3745     史蒂芬五重星系 (Stephan's Quintet) 組織嚴密的群體 史蒂芬五重星系 (Stephan's Quintet)
1E 0657-56 直接證實暗物質 1E 0657-56 The Bullet Cluster (1E 0657-558)   El Gordo (ACT-CL J0102-4915)  
星系團 天爐座星系團 (Fornax Cluster) 半人馬座星系團(Centaurus Cluster,A3526) 鳳凰座星系團(Phoenix Cluster,SPT-CL J2344-4243)   CL 0958+4702
ESO 137-001 MS 0735.6+7421 HCG 62 EMSS 1358+6245 RDCS 1252.9-2927 C153
Hydra A Hydra A 之 X 光影像   DLSCL J0916.2+2951    


拾叁、棕矮星、伽瑪射線爆、深空、X 光背景 (brown dwarfs/gamma-ray bursts/Deep Fields/X-ray Background):

TWA 5B GRB 020813 GRB 050709 GRB 110328A HDF 130 XRF 011030、XRF 020427
棕矮星 LP 944-20 CL 0016+1609 定出哈柏常數 北方深空 X 光影像 南方深空 X 光影像 南方深空裡的 HST 可見光影像和 CXO X光影像 北方深空裡的 HST 可見光影像和 CXO X光影像
南方深空裡的 GOODS 多頻率影像 北方深空裡的 GOODS 多頻率影像 萊曼 α 斑點 (Lyman-alpha blob,LAB)


什壹、不同波段影像疊圖比對:

超新星殘骸 G299.2-2.9

刻卜勒超新星 超新星殘骸 W49B 超新星殘骸 N63A
銀河系核心影像 NGC 6240 洋娃娃般的 M84(NGC 4374) 星爆星系 M 82(NGC 3034,雪茄星系)
環繞黑洞的大環 Arp 147 觸鬚星系 (Antennae Galaxies,NGC 4038/NGC 4039) 仙女座星系(Andromeda Galaxy,M 31,NGC 224) 風車星系(M 101,NGC 5457)
NGC 604 渦狀星系(Whirlpool Galaxy,M 51,NGC 5194) 墨西哥帽星系(Sombrero Galaxy,M 104,NGC 4594) M 106(NGC 4258)
車輪星系(Cartwheel Galaxy,ESO 350-40) NGC 3079 室女座 A 星系 (M 87,NGC 4486) 的核心附近 半人馬座 A (Centaurus A,NGC 5128) 核心黑洞物質的外逸景觀
半人馬座 A (Centaurus A,NGC 5128) 巨量噴流呈弧狀 M 77 (NGC 1068) 核心黑洞風與反射 PKS 1127-145 NGC 3393 重黑洞對
Abell 2052 ESO 137-001 Hydra A 史蒂芬五重星系 (Stephan's Quintet)
MACS J0025.4-1222 英仙座 A (Perseus A,NGC 1275,Caldwell 24) Abell 520 (Train Wreck Cluster) 暗物質之謎 史蒂芬五重星系 (Stephan's Quintet) 組織嚴密的群體
1E 0657-56 直接證實暗物質 MS 0735.6+7421


什貳、星空不同波段影對照動畫影片:(*mov)

1E 0657-56 直接證實暗物質   1E 0657-56 直接證實暗物質   超新星爆發 SNR   M 31 核心附近盤面上的新藍星  
星爆星系 M 82   星體旋進黑洞附近的過程   黑洞噴流   銀河核心黑洞附近  
錢卓拉的英姿   星系合併   星系團碰撞合併   蟹狀星雲 M 1  
蟹狀星雲 M 1 核心中子星與其波霎風   SN1987A 超新星爆發   SN1979C 超新星爆發   超新星爆發的高速膨脹雲氣  
NGC 4151   銀河核心附近恆星劇烈異動景觀   星體旋入黑洞的過程景觀   星體旋入黑洞的過程與輻射景觀  
NGC 6240   NGC 3393 重黑洞對   鄰近黑洞的吸積盤和黑洞噴流   黑洞間斷性噴流過程  
黑洞吸積鄰近恆星物質景觀        

 


作者與主編 : 陳輝樺  
                  諮詢服務 : 陳輝樺 (NMNS)
                                   蘇明俊 (STU)

最近更新日期 : 2012/08/22