中國“龍蝦眼”愛因斯坦望遠鏡發布第一批令人眼花繚亂的太空圖像 _中國

愛因斯坦探測器的寬視場X射線望遠鏡拍攝的X射線中的銀河系全景。（圖片來源：EPSC/NAO–CAS/DSS/ESO）
據美國生活科學網站（Keith Cooper）：一項名為“愛因斯坦探測器”的中國和歐洲聯合X射線望遠鏡任務正在成功地用寬屏幕觀察宇宙，其望遠鏡設計模仿了龍蝦的眼睛。
愛因斯坦探測器于1月9日搭載中國長征火箭發射，目前正在600公里（373英里）高空繞地球運行，正在對其儀器進行測試和校準。它的第一個觀察結果在北京的一次研討會上公布。
X射線的問題在于，它們的能量太高，很難用標準探測器捕捉到。透鏡不起作用，因為X射線太強大，不容易折射，而照射在鏡面上的X射線只會穿過鏡子。相反，只有當這些射線以淺角度照射到反射表面時，X射線檢測才有可能。從那里，射線可以被引導到X射線特定的探測器。然而，這種機制帶來了一些問題。這意味著X射線望遠鏡通常只能沿著狹窄的視場探測X射線；在這個視野之外，X射線會以太大的角度照射。
事實證明，龍蝦是解決方案——也就是龍蝦視覺。更重要的是，科學家們早在20世紀70年代末就意識到了這一基本想法，但花了幾十年的時間才成功地將這一想法應用于太空中的X射線望遠鏡。
人眼通過晶狀體（又稱角膜）根據折射原理工作。而龍蝦則利用反射。它們的眼睛是由微小的管子組成的，這些管子排列成平行的方形孔，位于眼睛表面，每個管子指向不同的方向。光進入導管并向下反射到視網膜。人類的視野范圍約為120度，而龍蝦則擁有180度的全景視野。
龍蝦眼X射線視覺此前已被部署在研究太陽風的任務、行星際任務以及2022年名為LEIA（用于天文學的龍蝦眼成像儀）的技術演示任務中。然而，愛因斯坦探測器是第一個在太空望遠鏡中使用龍蝦眼光學器件的探測器。它的寬視場X射線望遠鏡（WXT）借鑒了龍蝦眼的設計，將數十萬根管子排列在12個模塊中，這些模塊的位置使得WXT可以在一次拍攝中獲得超過3600平方度的視野，相當于天空的十一分之一。僅在三個軌道上，WXT就可以用X射線成像整個天空。

左邊是龍蝦眼睛的顯微鏡圖像，數千個微小的方形孔與管道相連，管道通過反射將光引導到龍蝦的視網膜。右邊是這些方形孔隙的大小圖。（圖片來源：ESA/J.Camp）
WXT正在尋找夜間撞擊的東西：所謂的X射線瞬變，通常是隨機或一次性的事件，如恒星燃燒或休眠的黑洞在吞噬一小塊物質時突然發光。它還包括恒星爆炸和中子星合并等現象，這些現象是在整個宇宙中回蕩的引力波的來源。因此，這種廣闊的視野應該允許WXT大大增加我們對這些瞬態的了解。
為了補充WXT的全景，愛因斯坦探測器還攜帶了第二臺望遠鏡，稱為后續X射線望遠鏡（FXT），這是一種視野更窄的更傳統的X射線探測器。FXT提供了WXT發現的任何瞬態的更詳細、近距離觀察。
盡管它仍處于測試階段，但特別是WXT已經證明了它的用途。北京研討會透露，WXT在2月19日發現了第一個X射線瞬態，這一事件與大質量恒星毀滅產生的長伽馬射線爆發有關。從那時起，WXT又發現了141個瞬變，其中包括127顆釋放X射線耀斑的恒星。

由愛因斯坦探測器的后續X射線望遠鏡拍攝的半人馬座歐米茄球狀星團。X射線是從雙星系統發出的，在雙星系統中，恒星的物質正在吸積到中子星或黑洞上。（圖片來源：中國科學院）
在這段試驗期間，FXT也一直忙于跟蹤WXT在Marc 20上發現的X射線瞬態，并用X射線對幾個著名的物體進行成像，包括一個名為Puppis a的超新星遺跡和半人馬座巨型球狀星團Omega 。
歐洲航天局科學主任Carole Mundell在一份聲明中表示：“我很高興看到愛因斯坦探測器的首次觀測，它展示了該任務研究廣闊的X射線天空并快速發現新天體源的能力 ?！??！斑@些早期數據讓我們對高能動態宇宙有了一個誘人的一瞥，我們的科學界很快就會看到它 ?！?br>

愛因斯坦探測器在太空中的插圖。（圖片來源：中國科學院）
歐洲航天局愛因斯坦探測器項目科學家Erik Kuulkers補充道：“令人震驚的是，盡管儀器尚未完全校準，但我們已經可以使用FXT儀器對WXT首次發現的快速X射線瞬態進行時間關鍵的后續觀測 ?！?。“它展示了愛因斯坦探測器在調查過程中的能力。”
這項調查最初將持續三年，一旦測試正式完成，將于今年6月開始。在最近的研討會上公布的數據正是我們所能期待的。

超新星遺跡Puppis A，由愛因斯坦探測器的后續X射線望遠鏡拍攝。（圖片來源：中國科學院）
愛因斯坦探測器不僅是中國科學院和歐洲航天局的合作，也是德國馬克斯·普朗克地外物理研究所和法國國家空間研究中心的合作。它的發現將為歐洲即將到來的新雅典娜（高能天體物理高級望遠鏡）任務提供一個龐大的天體目錄，該任務目前正處于研究階段。該儀器計劃成為有史以來最強大的X射線望遠鏡，將于2037年左右發射。