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捕捉暗能量 太空闪烁“七只眼睛”
来源:互联网   发布日期:2019-06-24   浏览:199次  

导读:今日视点 科技日报记者刘霞 德国和俄罗斯合作的 光谱 伦琴 伽马 (SRG)任务原定于 6 月 21 日从哈萨克斯坦拜科努尔航天中心发射,现因电池原因推迟至 7 月升空。届时,由德国研制的 eROSITAX射线望远镜也将随同发射,目标是搜寻暗能量的踪迹。这 ......

今日视点

科技日报记者刘霞

德国和俄罗斯合作的 光谱 伦琴 伽马 (SRG)任务原定于 6 月 21 日从哈萨克斯坦拜科努尔航天中心发射,现因电池原因推迟至 7 月升空。届时,由德国研制的 eROSITAX射线望远镜也将随同发射,目标是搜寻暗能量的踪迹。这将是一段令人兴奋的探索旅程。

据物理学家组织网报道,该望远镜将部署在日地拉格朗日 L2 点,距离地球 150 万公里。在此,eROSITA 将对热宇宙进行有史以来最大规模调查,它将利用其 7 个X射线探测器 7 只 亮晶晶的眼睛 观测整个天空,搜寻和绘制热源,如星系团、活跃黑洞、超新星遗迹、X射线双星和中子星的图谱。

德国航空航天中心空间管理执行委员会成员沃尔特 佩尔泽表示: eROSITA 的X射线 眼睛 是有史以来最好的,它们独特的集光区域、视野和分辨率,使它们的灵敏度为上世纪 90 年代飞往太空的 ROSAT 望远镜的 20 倍。凭借其增强的功能,eROSITA 将帮助研究人员更好地了解宇宙的结构和演化历程,并帮助厘清暗能量之谜。

宇宙加速膨胀的 幕后黑手

自大爆炸以来,宇宙一直在不断膨胀。直到 20 世纪 90 年代,科学家们认为这种宇宙膨胀会减缓并最终停止。但索尔 珀尔马特、亚当 里斯、布赖恩 施密特这 3 位科学家对超新星的观测,推翻了这一看法。

三位科学家使用最先进的天文观测工具对准了 Ia 型超新星 由密度极高而体积很小的白矮星爆炸而成。由于每颗 Ia 型超新星爆发时质量都一致,它们爆炸发出的能量和射线强度也一致,因此在地球上观测 Ia 型超新星亮度的变化,可以准确推算出它们和地球距离的变化,并据此计算出宇宙膨胀的速度。

他们总共观测了约 50 颗遥远的 Ia 型超新星,并于 1998 年得出结论:宇宙的膨胀速度不是恒定的,也不是越来越慢,而是不断加快。3 人因此荣膺 2011 年诺贝尔物理学奖,而这个发现,被瑞典皇家科学院称为 震动了宇宙学的基础 。

诺贝尔物理学奖评审委员会认定,3 名获奖者的研究结果改变了人类对宇宙的认识。 发现宇宙扩张正在加速,令人惊异。如果扩张继续加速,宇宙将以冰冻状态终结。

但这 3 位科学家也给世人留下了一个难题:为宇宙膨胀提供动力的 宇宙燃料 究竟是什么?德国航空航天中心空间管理局 eROSITA 项目经理托马斯 摩尼克说: 迄今未曾有人能够回答这个问题,而且这种催化剂的成分未知,因此,它被简称为暗能量。现在,eROSITA 将试图追踪造成这种加速的 幕后黑手 。

星系团 暗能量的关键

目前,我们其实对宇宙知之甚少。质子和中子等普通物质仅占宇宙总质能的4%,只是 宇宙配方 的一小部分;其他 96% 的组成部分仍然是一个谜。科学家们现在推测,其中 26% 是暗物质,另外 70% 是暗能量。

为了追踪到暗能量的 蛛丝马迹 ,科学家们必须观察到无比庞大且非常热的物体。

摩尼克解释道: 星系团由数千个星系组成,这些星系在一个共同的引力场内以不同的速度运动。在引力场内部,薄而炽热的热气渗透进星系团内,热气会发射出X射线,因此,通过观察X射线,我们可以追本溯源观察到这些热气。而X射线正是 eROSITA 的 眼睛 所要寻找的。这些 眼睛 可以让我们观察星系团以及它们在宇宙中的移动方式,最重要的是它们的移动速度。我们希望,这些运动能告诉我们更多关于暗能量的信息。

提供迄今最全宇宙热物体目录

科学家们不仅对星系团的运动模式感兴趣,他们还想计算并绘制出这些结构的图谱。eROSITA 的X射线 眼睛 应该可以捕获多达 1 万个这样的星系团,远远超出此前观测的数量。此外,它还将观察和识别其他热现象,如活跃的星系核、超新星遗迹、X射线双星和中子星等。

eROSITA 包含两个核心部件:光学器件和相关探测器。光学器件由 7 个并行排列的镜子组成,每个镜子的直径为 36 厘米。镜子收集高能光子并将它们聚焦到 CCDX射线摄像机上,这些摄像机是 eROSITA 的第二个核心组件,也是同类产品中最好的。

eROSITA 将每 6 个月对整个天空进行一次扫描,并在 4 年内创建一张深入而详细的宇宙X射线图。它将提供有史以来最全的宇宙热物体目录,从而提高科学家们对宇宙结构及其演化的认知。

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