美国国家航空航天局/JAXA X射线任务首次揭示了X射线宇宙

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（）据美国宇航局（珍妮特·卡兹米尔恰克）：日本领导的X射线成像和光谱任务天文台发布了它将在今年晚些时候开始科学操作时收集的前所未有的数据的第一印象。

该卫星的科学小组发布了一个由数百个星系组成的星团的快照和一个邻近星系的恒星残骸光谱，这让科学家们详细了解了它的化学组成。

“X射线将为国际科学界提供隐藏的X射线天空的新一瞥，”位于马里兰州格林贝尔特的美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的美国首席研究员理查德·凯利说。“我们不仅会看到这些源的X射线图像，还会研究它们的成分、运动和物理状态。”



XRISM的Resolve仪器捕捉了大麦哲伦星云中超新星遗迹N132D的数据，创建了该天体有史以来最详细的X射线光谱。光谱揭示了与硅、硫、氩、钙和铁相关的峰。右边的插图是XRISM的Xtend仪器拍摄的N132D图像。信用:JAXA/美国国家航空航天局/XRISM Resolve和Xtend

XRISM(读作“crism”)由JAXA(日本宇宙航空研究开发机构)牵头，与美国国家航空航天局合作，欧空局(欧洲航天局)也做出了贡献。它于2023年9月6日启动。

它旨在探测能量高达12，000电子伏特的X射线，并将研究宇宙最热的区域、最大的结构和重力最强的物体。作为比较，可见光的能量是2到3电子伏特。

该任务有两个仪器，Resolve和Xtend，每个都位于戈达德设计和制造的X射线反射镜组件的焦点上。

Resolve是由美国国家航空航天局和JAXA开发的微量热光谱仪。它在一个冰箱大小的液氦容器中，在绝对零度以上几分之一的温度下工作。

当X射线击中Resolve的6×6像素探测器时，它会根据其能量加热设备。通过测量每一个单独的X射线的能量，该仪器提供了以前无法获得的关于源的信息。



超新星遗迹N132D位于大麦哲伦星云的中央部分，大麦哲伦星云是一个距离我们大约16万光年的矮星系。XRISM的Xtend用X射线捕捉到了残骸，如插图所示。最宽的N132D大约有75光年宽。虽然在X射线中很亮，但在可见光中拍摄的地面背景视图中，恒星残骸几乎不可见。鸣谢:Inset，JAXA/美国国家航空航天局/xr ism Xtend；背景、C. Smith、S. Points、MCELS团队和NOIRLab/NSF/AURA

任务团队使用Resolve研究N132D，这是一颗超新星遗迹，也是大麦哲伦星云中最亮的X射线源之一，大麦哲伦星云是一个位于南剑鱼座约16万光年远的矮星系。据估计，不断膨胀的残骸大约有3000年的历史，是在一颗质量约为太阳15倍的恒星耗尽燃料、坍缩并爆炸时产生的。

分辨光谱显示与硅、硫、钙、氩和铁相关的峰。这是有史以来获得的该物体最详细的X射线光谱，展示了当2024年晚些时候常规操作开始时，该任务将进行的令人难以置信的科学研究。

“这些元素是在原始恒星中锻造的，然后当它作为超新星爆发时被炸掉了，”戈达德美国国家航空航天局XRISM项目科学家布莱恩·威廉斯说。“Resolve将让我们以一种前所未有的方式看到这些线条的形状，让我们不仅可以确定各种元素的丰度，还可以以前所未有的精度确定它们的温度、密度和运动方向。从那里，我们可以拼凑出原始恒星和爆炸的信息。”

XRISM的第二个仪器Xtend是由JAXA开发的X射线成像仪。它给XRISM提供了一个大视野，允许它观察一个比满月的平均表观尺寸大60%的区域。



XRISM的Xtend仪器在X射线中捕捉到了星系团Abell 2319，这里显示为紫色，由白色边框勾勒出，代表探测器的范围。背景是以可见光显示该区域的地面图像。信用:JAXA/美国国家航空航天局/xr ism Xtend；背景，DSS

Xtend拍摄了一张Abell 2319的X射线图像，这是一个丰富的星系团，位于北天鹅座，距离我们大约7.7亿光年。它是天空中第五亮的X射线星团，目前正在经历一次重大的合并事件。

这个星团跨度为300万光年，突出了Xtend的广阔视野。

“甚至在调试过程结束之前，Resolve就已经超出了我们的预期，”美国国家航空航天局在戈达德的XRISM项目经理Lillian Reichenthal说。“我们的目标是用这台仪器实现7电子伏特的光谱分辨率，但现在它在轨道上，我们正在实现5。这意味着我们将从XRISM捕获的每个光谱中获得更详细的化学图谱。”

Resolve表现出色，已经在进行令人兴奋的科学研究，尽管孔径门覆盖了它的探测器。这个门是为了在发射前保护探测器而设计的，在几次尝试后都没有按计划打开。该门阻挡了较低能量的X射线，有效地切断了1700电子伏特的任务，而计划是300电子伏特。XRISM小组将继续探索异常点，并正在研究打开这扇门的不同方法。Xtend仪器不受影响。

设在戈达德中心的美国国家航空航天局XRISM General Observer Facility正在接受来自美国和加拿大机构成员的观测建议，截止日期为4月4日星期四。XRISM一般观察者调查的第一轮将于2024年夏天开始。

XRISM是JAXA和美国国家航空航天局之间的一项合作任务，欧空局也参与其中。美国国家航空航天局的贡献包括加拿大航天局的科学参与。