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空间硬X射线调制望远镜

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1962年,美国科学与工程公司的一名年轻的核工程师,与麻省理工学院的学者一起,用探空火箭将x光计数器放在天空的高处,以探测月球受到太阳照射时产生的荧光x光,并意外地在月球和太阳之外的天空中探测到一个强x光源。

4颗硬X射线天文卫星HXMT 1993年,中国科学院高能物理研究所高能天体物理实验室研制的非位置敏感硬X射线探测器HAPI-4(见图1)在高空气球飞行中扫描观测了恒星黑洞天鹅座X-1,利用直接解调技术实现了高分辨率硬X射线成像。

超越爱因斯坦“超越爱因斯坦”是美国航天局21世纪的一项重大空间科学计划。它的科学目标是理解:(1)是什么驱动了大爆炸;(2)黑洞附*时空和物质的性质;(3)什么是暗能量?“超越爱因斯坦”计划通过对宇宙大爆炸黑洞探测器能量的空间科学观察,寻求物理科学的新突破。HXMT是一个强大的实验装置,用于发现黑洞和研究稠密天体的强引力场中的动力学和高能过程。在“超越爱因斯坦”计划的下一代黑洞探索者之前,HXMT能够以最高的灵敏度和分辨率发现大量超大质量黑洞和其他未知类型的高能天体,并研究宇宙硬X射线背景的性质。HXMT卫星的低能(15千伏)中能(5-30千伏)和高能(20-250千伏)望远镜是准直探测器,扫描数据的直接解调可以实现高分辨率和高灵敏度的扩散源成像。大面积准直探测器还可以获得特定天体的高统计和高信噪比数据,使HXMT能够通过宽带时变和能谱观测实现大面积成像和研究天体高能过程。它有机会为实现“超越爱因斯坦”的目标做出独特的贡献。HXMT建议,3年后,其中一名作者在1996年8月初在[举行的“21世纪中国天文学会议”上介绍了该项目。报告的结论是:“由于其在硬X波段前所未有的灵敏度和成像能力,HXMT卫星将对空间天文学的发展作出重要贡献。对中国来说,这是实现第一次硬X射线高灵敏度和高分辨率天空测量的难得机会。这也是对中国科学界及其领导人的判断力、自信心和勇气的挑战。在报告的最后,在美国国家航空航天局godat飞行中心工作的台湾著名理论天体物理学家邱教授从前排的座位上站起来,激动地挥动手臂说:“太棒了,我们可以超过美国人!”他接着讲了一个故事:小田因为发明了定位X射线天体的X射线调制器和第一颗X射线卫星而变得非常有名。当他从美国回到日本时,受到了天皇的接见。皇帝问他:“小田先生,你发明的这个调制器有什么用?”奥德罗回答,“这没用。最重要的用途是被陛下接受。当Oda在1965年提出准直调制方法时,发表在《美国光学杂志》上的文章不到一页长。第二年,通过火箭飞行测量了第一个宇宙X射线源。四年后,X射线卫星乌呼鲁发射升空,实现了X射线天空测量的探索。我们在1992年建立了直接解调方法,并在一年内通过气球飞行实现了天鹅座X-1的直接解调成像。然而,15年过去了。邱先生的期待已经过了12年。迄今为止,硬X射线调制望远镜卫星项目尚未完成。作为在中国从事科学研究的科学家,十多年来,我们不断听到这样的教导:我们应该为创新而奋斗,或者指责我们没有能力创新。我们没有机会欣赏Oda的幽默和无忧无虑。面对激烈的国际竞争,我们仍在努力工作,希望新方法提供的科学机会不会完全丧失。



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