在中秋佳节这个团圆的日子里,天空中出现了一轮难得一见的“超级月亮”,其视觉面积比往常增大了14%,为赏月爱好者们带来了前所未有的视觉盛宴。而更令人惊喜的是,我国的爱因斯坦探针(EP)卫星上的“风行天”X射线望远镜,在遥远的太空中为我们捕捉到了月球的X射线图像,揭示了月球表面元素的分布奥秘。
这张X射线图像,虽然看似与太阳相似,但实际上是月球在X射线波段的真实面貌。图像中,月球表面的元素分布清晰可见,为科学家们了解这颗地球的忠实伙伴提供了新的视角。在此之前,给月球拍摄X射线图像,仿佛是科幻小说中的情节,如今却成为了现实。
由于X射线无法穿透地球大气层,因此科学家们必须在太空中进行观测。然而,X射线难以聚焦成像,一般的X射线望远镜视场都非常有限,无法覆盖整个月球。但“风行天”X射线望远镜却打破了这一限制,其超大的成像视场使得整个“超级月亮”尽收眼底。
“风行天”X射线望远镜是中国科学院高能物理研究所科学家们精心研制的成果,搭载于爱因斯坦探针卫星上。该卫星于2024年1月成功发射升空,主要科学目标是探测和研究宇宙中的高能暂现天体和黑洞等致密天体。而“风行天”则凭借其超强的X射线探测能力,在广泛的探测目标和应用前景中发挥着重要作用。
爱因斯坦探针卫星在国际上首次大规模运用了“龙虾眼”微孔阵列聚焦成像技术,这一创新技术使得卫星能够在宽视场范围内进行高灵敏度、高分辨率的X射线观测。自发射以来,该卫星已经取得了显著的成果,探测到了多个新的暂现源和恒星耀发事件,得到了国际同行的高度评价。
今年的中秋节,月亮格外明亮,不仅因为它处于地月轨道的近地点附近,距离地球仅35.74万公里,还因为太阳活动峰年的影响,太阳的X射线流量急剧增高,为拍摄月面X射线照片提供了难得的条件。然而,拍摄过程并非易事,需要“风行天”精确地对月跟踪,确保月球始终位于视场中心;同时,望远镜的遮光膜要足够厚实,以遮挡强烈的可见光,保证X射线能够穿透;探测器的能量分辨也要足够好,以分辨出不同元素的X射线荧光图像。
在这幅X射线图像中,我们可以看到氧、铁、镁、铝和硅等元素在月表的分布。这些元素在以前难以直接观测到,如今却通过“风行天”X射线望远镜得以揭示。这次观测的成功,不仅展示了中国科学家在空间科学领域的创新能力,也为月球科学研究提供了宝贵的数据。爱因斯坦探针卫星首席科学家袁为民表示,这些图像对开展月球相关科学研究具有重要价值,将帮助我们更深入地了解月球的构成和演化历史。