（神秘的美國地球uux.cn）據(jù)美國國家航空航天局（貝絲·里奇韋）：12月9日，天文學(xué)家和物理學(xué)家將紀(jì)念美國國家航空航天局的航空航天IXPE(成像X射線偏振探測器)任務(wù)中具有里程碑意義的X射線科學(xué)兩周年。
IXPE是標(biāo)志美國國家航空航天局和意大利航天局研究偏振X射線光的聯(lián)合任務(wù)。偏振是射線光的一種特性，它可以幫助揭示光從哪里來的天文信息，例如發(fā)出光的學(xué)突超強能量源的幾何形狀和內(nèi)部工作原理。

IXPE在開始研究宇宙的科學(xué)操作之前在太空部署的gif圖。圖像：uux.cn/美國國家航空航天局
IXPE于2021年12月9日發(fā)射，美國在大約340英里高的航空航天軌道上圍繞地球運行，研究距離地球數(shù)千到數(shù)十億光年的標(biāo)志強大宇宙現(xiàn)象發(fā)出的X射線，包括類星體、射線黑洞、天文中子星等超新星爆炸的學(xué)突殘余物，以及從黑洞附近以接近光速噴出的破性高能粒子流。
“將X射線偏振添加到我們的美國無線電、紅外和光學(xué)偏振武庫中是一個游戲改變者，”波士頓大學(xué)天文學(xué)家艾倫·馬歇爾說，他領(lǐng)導(dǎo)的一個研究小組使用IXPE的發(fā)現(xiàn)來分析超大質(zhì)量黑洞。
“我們都很熟悉X射線作為人類診斷醫(yī)療工具的作用。在這里，我們以不同的方式使用它們，但它們再次揭示了對我們隱藏的信息，”斯坦福大學(xué)研究員Josephine Wong說，她在10月份與人合著了基于對脈沖星風(fēng)星云MSH 15-52的IXPE研究的發(fā)現(xiàn)，該星云距離地球約16，000光年。
天體物理學(xué)家馬丁·魏斯科普夫(Martin Weisskopf)同意這一觀點，他領(lǐng)導(dǎo)了IXPE的開發(fā)，并擔(dān)任其首席研究員，直到2022年春天從美國國家航空航天局退休。
毫無疑問，IXPE已經(jīng)證明了X射線偏振測量對于加深我們對這些迷人的X射線系統(tǒng)如何工作的理解是重要的和相關(guān)的。
馬丁·韋斯科普夫退休的IXPE首席研究員
例如，科學(xué)家們早就了解了馬卡里安501和馬卡里安421等黑洞的基本原理。blazar是一個巨大的黑洞，以圓盤中圍繞它旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)為食，產(chǎn)生強大的高速宇宙粒子噴流，這些噴流沿著垂直于圓盤的兩個方向沖走。但是這些粒子是如何被加速到如此高的能量的呢？2022年11月發(fā)表在《自然》雜志上的IXPE數(shù)據(jù)確定了馬卡里安501的罪魁禍?zhǔn)资菄姎馐斤w機內(nèi)的沖擊波。

這張美國國家航空航天局圖片顯示了黑洞噴流的結(jié)構(gòu)，這是由最近對布拉扎·馬卡里安421的IXPE觀測推斷出來的。噴流由一個吸積盤驅(qū)動，顯示在圖像的底部，隨著時間的推移，吸積盤圍繞黑洞運行并落入黑洞。螺旋磁場穿過射流。IXPE的觀測表明，X射線必定是由磁場周圍螺旋運動的物質(zhì)產(chǎn)生的震動產(chǎn)生的。插圖顯示的是激波陣面本身。x射線是在離激波陣面最近的白色區(qū)域產(chǎn)生的，而光輻射和射電輻射必定來自離激波更遠的湍流區(qū)域。圖像：uux.cn/美國國家航空航天局/巴勃羅·加西亞
“這是一個我們已經(jīng)解決了40年的謎，”亞尼斯·利奧達基斯說，他是阿拉巴馬州亨茨維爾美國國家航空航天局馬歇爾航天飛行中心的美國國家航空航天局博士后項目研究員。“我們終于有了拼圖的所有碎片，他們制作的圖片是清晰的。”
IXPE還對三個超新星遺跡——仙后座A、第谷和SN 1006——進行了前所未有的研究，幫助科學(xué)家進一步了解這些現(xiàn)象周圍磁場的起源和過程。
IXPE甚至揭示了我們銀河系的基本機制。根據(jù)IXPE在2022年初進行的研究，銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞人馬座A*在大約200年前醒來，吞噬氣體和其他宇宙碎屑，引發(fā)了強烈的短暫X射線耀斑。通過結(jié)合來自IXPE、Chandra和歐洲航天局XMM-Newton任務(wù)的數(shù)據(jù)，研究人員確定該事件發(fā)生在19世紀(jì)初。
“我們知道在人類的時間尺度上，活躍的星系和超大質(zhì)量黑洞會發(fā)生變化，”美國國家航空航天局馬歇爾大學(xué)IXPE項目科學(xué)家Steve Ehlert說。“IXPE幫助我們更好地理解銀河系中心黑洞變化的時間尺度。我們渴望進一步觀察它，以確定哪些變化是典型的，哪些是獨特的。”

這張超新星遺跡SN 1006的新圖像結(jié)合了來自IXPE和美國國家航空航天局錢德拉X射線天文臺的數(shù)據(jù)。錢德拉探測器探測到的紅色、綠色和藍色元素分別反射低、中、高能量的X射線。測量X射線光偏振的IXPE數(shù)據(jù)在左上角顯示為紫色，并添加了代表殘余磁場向外運動的線條。圖像：uux.cn/x光:美國國家航空航天局/CXC/騷(錢德拉)；、南京大學(xué)/南京大學(xué)/周等；IR:美國國家航空航天局/JPL/加州理工/斯皮策；圖像處理:美國國家航空航天局/CXC/薩奧/施密特
IXPE還支持對意料之外的宇宙事件的觀察——例如有史以來記錄的最亮的強輻射脈沖，它在2022年10月突然席卷了我們的太陽系。
研究人員說，該脈沖來自一次強大的伽馬射線爆發(fā)，這種爆發(fā)可能一萬年才發(fā)生一次。IXPE支持來自美國國家航空航天局費米太空望遠鏡和其他成像器的數(shù)據(jù)，幫助確定強大的發(fā)射是如何組織的，并確認地球成像器幾乎直接正面觀察到噴射。
也許最讓太空科學(xué)家興奮的是IXPE數(shù)據(jù)如何顛覆了關(guān)于各種高能源的傳統(tǒng)智慧。
“在過去的兩年中，我們看到的如此多的偏振X射線結(jié)果是一個巨大的驚喜，將理論模型扔出了窗外，”Ehlert說。
看到我們沒有預(yù)料到的結(jié)果引發(fā)了新的問題，新的理論。真的很刺激！
史蒂夫·埃勒特IXPE項目科學(xué)家
這種興奮感在全世界的IXPE合作伙伴中持續(xù)增長。今年6月，該任務(wù)在最初兩年飛行的基礎(chǔ)上正式延長了20個月，這意味著IXPE將至少在2025年9月之前繼續(xù)觀測整個宇宙的高能X射線輻射。
新的一年也將標(biāo)志著IXPE普通觀測者計劃的開始，該計劃邀請世界各地的天體物理學(xué)家和其他空間科學(xué)家提出并參與使用IXPE望遠鏡的研究。從2024年2月開始，IXPE多達80%的時間將對更廣泛的科學(xué)界開放。
關(guān)于IXPE任務(wù)
IXPE是美國國家航空航天局和意大利航天局與12個國家的合作伙伴和科學(xué)合作者的合作項目。IXPE由美國國家航空航天局馬歇爾太空飛行中心領(lǐng)導(dǎo)。鮑爾航空航天公司總部設(shè)在科羅拉多州布魯姆菲爾德，與位于博爾德的科羅拉多大學(xué)大氣和空間物理實驗室共同管理航天器的運營。

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