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中国首台太空望远镜

  每当我们谈及太空中的天文望远镜,脑海里常会联想到先进的哈勃太空望远镜或钱德拉X射线天文台,这些设施的共通之处在于它们均为西方国家所研制。的确,以太空作为天文研究地盘的太空望远镜,大部份皆为欧美国家所发射(只有少许例外地由日本发射)。在地球大气外装设观测设施有两大好处,首先,影像可更为清晰,否则大气的阻隔会使影像变得模糊(情形就像身处充满蒸气的浴室之中);其次,我们可以侦察到那些从恒星和星系而来,却被大气层阻挡着的辐射,例如紫外线、X射线和伽玛射线。虽然我们有赖大气层保护免受太阳紫外线和X射线的灼伤,但是这也意味着如果我们留在地面上,便会错失大量来自宇宙的信息。去年年初神舟二号轨道舱搭载了太阳能和宇宙高能辐射监测系统,使中国的空间天文学跨进新的里程。不载人的神舟二号是中国为载人飞行作准备的五艘宇宙飞船中的第二艘,它在北京时间2001年1月10日凌晨1时于甘肃省酒泉卫星发射中心由长征二号己火箭发射,这次发射亦标志了二十一世纪首次的火箭升空(二十一世纪是由2001年开始的!)。宇宙飞船的返回舱在环绕地球108次后,在北京时间1月16日19时22分返回地球,而轨道舱则由太阳能电池板供应电力,在轨道上继续运行将近6个月,当中并进行了太空环境研究的实验。轨道舱更首次载有轨道天文望远镜,研究来自太阳甚至宇宙深处爆炸所发出的高能辐射。

  中国科学院高能物理研究所的宇宙线和高能天体物理开放实验室自1993年开始,和南京大学共同研制这台轨道望远镜。望远镜有三组由中国自行设计和建造的探测器,探测范围涵盖软X射线至伽玛射线的辐射。望远镜每92分钟沿距离地面350公里左右的近地轨道围绕地球一周,所接收的数据会传送回位于北京附近的密云县地面接收站。三组探测器中获得最丰硕科学成果的,可算是由宇宙线和高能天体物理开放实验室所研制的X射线探测器。每当X射线暴的光子撞到探测器上,便会触发探测器收集数据。探测器在运作期间,共录得664次撞击,研究小组由此识别并记录了近百次太阳耀斑的变光曲线(当神舟二号在轨道上面向太阳时)和约30次伽玛射线爆发,大部分观测结果跟其它人造卫星所测得的类似。

  耀斑是太阳大气层表面短暂的爆发现象。探测器于2001年4月2日录得有记录以来最强大的X射线耀斑。另一方面,伽玛射线爆发是发生在宇宙深处一种最强烈的爆炸,虽然至今而人们还未弄清它们的来源,但是这并没有令天文学家放弃推测,其中的一些猜想,包括比太阳质量大60倍的巨型恒星正在塌缩、两颗中子星合并,或是中子星变为奇异星。

  中国首次在轨道进行的天文观测虽然带来许多令人鼓舞的结果,但仍有不少可以更进一步。例如,在余下的神舟号飞行任务中,并无搭载其它天文仪器的安排,要是如果中国首次载人太空任务中能带同一台望远镜就非常理想了!当然,下一步首先应是发射专门用作天文研究的卫星,目前有几个计划正处于策划阶段,包括建造一枚作硬X射线巡天观测的卫星(硬X射线调制望远镜,HXMT)和一枚「微型卫星」(重量不逾100公斤),来研究恒星和星系的长期变化(空间变源监视器,SVOM)。我们希望能在五至十年间庆祝中国发射首枚天文卫星吧。

  作者感谢宇宙线和高能天体物理开放实验室主任马宇倩博士就X射线探测器作出详细介绍。

  如要获得更多中国空间天文学的资料,可浏览以下网页

  http://www.ihep.ac.cn/


香港太空馆

 


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