NASA IXPE望遠鏡發回第一張圖像:一顆已爆炸恆星的發光遺迹

2021年12月9日發射的美國國家航空航天局的成像X射線測偏探測器,在完成了長達一個月的調試階段后,已經交付了它的第一批成像數據。觀測站上的所有儀器都運轉良好,它正在尋求研究宇宙中一些表現出最神秘和最極端的物體。

IXPE首先將其X射線的目光集中在仙后座A上,這個天體由一顆在17世紀爆炸的恆星的殘骸組成。爆炸產生的衝擊波席捲了周圍的氣體,將其加熱到高溫並加速宇宙射線粒子,從而形成了一個在X射線光下發光的雲。其他望遠鏡曾經研究過仙后座A,但IXPE將使研究人員能夠以一種新的方式來研究它。

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在上面的圖片中,品紅色的飽和度對應於IXPE觀測到的X射線強度。疊加了高能X射線數據后顯示為藍色,來自美國宇航局的錢德拉X射線觀測站。錢德拉和IXPE擁有不同種類的探測器,捕捉到了不同程度的角度分辨率,或清晰度。該圖像的另一個版本只顯示IXPE數據。這些圖像包含了從1月11日至18日收集的IXPE數據。

1999年錢德拉發射后,它的第一張圖像拍的也是仙后座A。錢德拉的X射線圖像首次發現,在這個超新星遺迹的中心有一個高密度物體,它可能是一個黑洞或中子星。

位於阿拉巴馬州亨茨維爾的美國宇航局馬歇爾太空飛行中心的IXPE首席調查員馬丁-C-魏斯科普夫說:”仙后座A的IXPE圖像與同一超新星遺迹的錢德拉圖像一樣具有歷史意義。”這表明IXPE有可能獲得關於仙后座A的新的、從未見過的信息,目前正在分析中。”

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這張來自美國宇航局成像X射線偏振探測儀的圖像描繪了來自該觀測站的第一個目標–仙后座A的X射線強度。該圖像是利用IXPE在1月11日至18日期間收集的X射線數據製作的。

科學家將用IXPE進行的一個關鍵測量被稱為偏振,這是一種觀察X射線在穿越空間時如何定向的方法。光的偏振包含了關於光的發源地環境的線索。IXPE的儀器還測量宇宙源的X射線的能量、到達時間和在天空中的位置。

羅馬國家天體物理研究所(INAF)IXPE的意大利首席研究員保羅-索菲塔(Paolo Soffitta)說:”仙后座A的IXPE圖像非常漂亮,我們期待着通過分析偏振數據來進一步了解這個超新星遺迹。”

通過仙后座A的偏振數據,IXPE將使科學家們首次看到整個超新星遺迹的偏振量是如何變化的,該遺迹的直徑約為10光年。研究人員目前正在利用這些數據創建該天體的首個X射線偏振圖。這將揭示關於仙后座A的X射線是如何產生的新線索。

斯坦福大學IXPE的共同研究者Roger Romani說:”IXPE未來的偏振圖像揭示出這個著名的宇宙加速器的核心機制。為了填補其中的一些細節,我們已經開發出一種方法,利用機器學習技術使IXPE的測量更加精確。我們期待着在分析所有數據時我們會發現什麼。”

IXPE由獵鷹9號火箭從卡納維拉爾角發射,現在在地球赤道上空370英里(600公里)的軌道上運行。這項任務是美國國家航空航天局和意大利航天局與12個國家的合作夥伴和科學合作者之間的合作。總部位於科羅拉多州布魯姆菲爾德的波爾航空航天公司負責管理航天器的運行。

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