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“极光计划”立方星和探测器结构示意图(图片来源:澎湃新闻) |
相比起我们熟悉的可见光,X射线的波长非常短。虽然人类肉眼看不到,但它在天文学上很有用。宇宙中有一些天体(如黑洞、中子星等)几乎不发出可见光,却能发出“明亮”的X射线,并透露有关天体磁场、天体几何形状的重要信息。
冯骅介绍道,从上世纪60年代起,人类可以通过X射线望远镜探测X射线的能量、时变等信息,却迟迟无法解决X射线偏振探测的技术问题。很有趣,但很困难,这是该领域的基调。
美国曾发射的那颗卫星基于汤姆逊/康普顿散射或布拉格衍射进行探测,效率很低,相当于光子的“入选条件”非常严苛,极少一部分能被捕获研究,导致统计量和灵敏度都很差。因此,当时的探测目标是X射线非常明亮、偏振又很强的蟹状星云。
“蟹状星云正好是这么特别,换了别的天体就测不到了,就像你在人群里能一眼看到两米多高的姚明。” 冯骅形象地说道。
因此,在完成对蟹状星云的探测后,该领域陷入长达40多年的空白阶段。
“新窗口”谁来启动?
冯骅与合作者采用的是新一代基于光电效应的探测方法/对于能量是几千电子伏特的X射线,它们与物质的主要作用机制是光电效应,光子被吸收,能量把原子核外一个束缚电子激发出来成为自由电子。电子被加速的方向和入射光子的电场振动方向,即偏振方向有关。
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