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紫外线卫星将为正在爆炸的恒星和黑洞打开新视

更新时间:2020-09-15 10:38点击:

  一种新的太空望远镜将在紫外线下打开宇宙的空前视野。ULTRASAT卫星将提供有关高能现象的基础性新见解,例如超新星爆炸,碰撞的中子星和活跃的黑洞,所有这些都可以产生引力波并充当宇宙粒子加速器。

紫外线卫星将为正在爆炸的恒星和黑洞打开新视

  星期一在以色列的雷霍沃特,亥姆霍兹协会主席奥特玛·D·维斯特勒(Otmar D. Wiestler)和亥姆霍兹中心DESY的负责人赫尔穆特·多施(Helmut Dosch)与魏茨曼科学研究所就德国参与以色列主导的项目达成了合作。DESY将为太空望远镜制造100万像素的紫外线相机。对于该项目,DESY正在与德国航空航天中心DLR合作,该中心也是亥姆霍兹协会的成员。

  亥姆霍兹总统Otmar D. Wiestler表示:“数十年来,亥姆霍兹与以色列合作伙伴进行了许多出色的科学合作。与魏兹曼科学研究所一起,我们现在在天体物理学领域又迈出了重要的一步。对此我感到非常高兴。” 。ULTRASAT太空望远镜的合作有可能为国际上最高水平的引力波和相关天体事件的探测创造一个全新的基础。”

  DESY主任Helmut Dosch补充说:“我们与许多以色列合作伙伴进行了长期而富有成果的合作。现在,我们参加了魏茨曼科学研究所的具有挑战性的卫星项目,从而继续了这一成功故事。”DESY的天体物理研究总监Christian Stegmann强调说:“ ULTRASAT为我们提供了对高能宇宙的独特见解。借助望远镜的摄像头,DESY将能够结合并贡献其在天体物理探测器研究和开发方面的杰出专业知识和X射线物理学。”

  ULTRASAT将研究电磁光谱的紫外线纳米)中的天空,并具有225平方度的特别大视野-大约是满月出现在我们天空中的1200倍。魏兹曼科学研究所ULTRASAT的首席研究员Eli Waxman说:“这种独特的配置将帮助我们回答一些天体物理学中的重大问题。”

  例如,卫星将搜索重化学元素的来源。除了氢和氦等最轻的元素外,这些元素几乎完全是由宇宙中的核聚变产生的。恒星从这种核聚变中产生能量,但这只能起到铁的作用。铅或金等较重元素的融合会消耗能量。它们的合成发生在宇宙中最强大的过程中,例如以超新星形式爆炸的恒星或两个中子星的碰撞-燃尽的太阳原子核在自重作用下坍塌到一定程度,它们的密度像巨大的原子核。地球上以及宇宙其余部分中的每个金原子都来自爆炸的太阳或中子星撞击。

  “我们想确切地了解元素的生产方式和分布方式,” DESY首席科学家David Berge解释说。Berge指出,在紫外线下,超新星爆炸和中子星碰撞都可以很好地跟踪。“在最初的几分钟,几小时和几天内,超新星的直接相主要是在紫外线中看到的。在这段时间内,紫外线含有指示前恒星的特征性特征。”后来,冲击波从热火球中爆发出来,其中带电的亚原子粒子也被加速为高能。贝尔格说:“因此,卫星可以帮助我们了解这种宇宙粒子加速器的起源。”“我们还想找出哪种类型的恒星在哪种超新星中爆炸。”

  ULTRASAT对高能现象特别敏感。“所有极热的东西都会在紫外线下明亮地发光,”紫外线探测器项目经理DESY研究人员RolfBühler说道。这包括活跃的黑洞,它们吸收周围环境中的物质并加速粒子和碰撞中子星。中子星撞击的观察不仅可以提供有关宇宙中元素合成的信息,而且对引力波研究也具有重要意义。“如果通过合并中子星记录引力波布勒(Bühler)解释说:“到目前为止,它们的位置只能根据引力波数据粗略地确定。“超卫星”最多可以在30分钟内将自己定向到目标区域,由于其大视野,它可以几乎立即确定确切位置。”

  因此,该卫星对多信使天文学(MMA)的年轻领域具有决定性的作用,它通过各种信使(例如宇宙粒子,引力波和电磁辐射)研究宇宙,并形成了DESY的新研究领域。凭借其大视野,该卫星将拥有特别大的天空视野,因此也将能够检测到突然在紫外线范围内突然爆发的未知物体。

  ULTRASAT(紫外线瞬态天文卫星)的总重量仅为160千克,体积不到一立方米,是一枚小型科学卫星。魏茨曼科学研究所和以色列航天局ISA共享资金和管理。发射定于2023年。太空望远镜将收集三年的数据。它将被放置在距地球表面约35,000公里的高轨道上。这确保了来自地球大气层从太阳反射的紫外线背景辐射的干扰可以忽略不计,并且可以对大面积的天空进行测量。紫外线辐射只能从轨道上观察到,因为它被大气层大量吸收和反射。

  DESY正在开发和制造的紫外线照相机将成为望远镜的核心。它将具有九乘九厘米的紫外线敏感传感器区域,分辨率为100兆像素。有了这些参数,开发人员便开辟了新天地:具有如此分辨率和灵敏度的UV空间相机从未被制造出来。对于相机,DESY天体物理学专家与同步辐射研究领域的探测器开发专家一起工作。通过这个项目,DESY将为该卫星捐款约500万欧元,总费用约为7,000万欧元。


紫外线卫星将为正在爆炸的恒星和黑洞打开新视