情人节的玫红色礼物, IXPE 发送第一张科学图片

情人节到来之际，美国国家航空航天局首次提供了于2021年12月9日发射的 X 射线成像偏振探测器（ Imaging X-Ray Polarimetry Explorer ， IXPE ）[1]在完成为期一个月的调试阶段后的成像数据。

天文台上的所有仪器都运行良好，该天文台正在研究宇宙中一些最神秘和极端的物体。

IXPE 首先将其 X 射线聚焦在仙后座 A （ Cassiopeia A ）上，这是一个由17世纪发现的一颗恒星爆炸后的残骸组成的物体。爆炸产生的冲击波席卷了周围的气体，将其加热到高温，并加速宇宙射线粒子，形成一团在 X 射线光下发光的云。其他望远镜以前也研究过仙后座 A ，但 IXPE 将使研究人员能以新的方式对其进行研究。

这张超新星仙后座 A 的图像结合了 NASA 的 X-射线 成像偏振探测器收集的一些第一批 X-射线 数据（以洋红色显示）和来自 NASA 钱德拉 X-射线 天文台的高能 X-射线 数据（以蓝色显示）。

在上图中，洋红色的饱和度对应于 IXPE 观察到的 X 射线光的强度。它覆盖了来自 NASA 的钱德拉 X 射线天文台（ Chandra X-Ray Observatory ）[2]的高能 X 射线数据，以蓝色显示。钱德拉和 IXPE 配备不同种类的探测器，可捕捉不同级别的角分辨率或清晰度。此图像的附加版本仅显示 IXPE 数据。这些图像包含1月11日至18日收集的 IXPE 数据。

这张来自 NASA X-射线 成像偏振探测器的图像描绘了来自天文台第一个目标——超新星仙后座 A 的 X-射线 强度。颜色从冷紫色和蓝色到红色和热白色，都与 X 射线的亮度增加相对应。这张图像是利用 IXPE 在1月11日至18日期间收集的 X-射线 数据制作的。

钱德拉在1999年发射后，它的第一张图像也是仙后座 A 。钱德拉的 X 射线图像首次显示，超新星遗迹的中心有一个致密的物体，可能是黑洞或中子星。

仙后座 A

IXPE 被送上太空

“仙后座 A 的 IXPE 图像与钱德拉拍摄的同一颗超新星遗迹的图像一样具有历史意义。”位于阿拉巴马州亨茨维尔的 NASA 马歇尔航天飞行中心的 IXPE 首席研究员 Martin C. Weisskopf 说。“它展示了 IXPE 获得关于仙后座 A 的前所未有的新信息的潜力，该信息目前正在分析中。”

科学家将使用 IXPE 进行的一项关键测量称为偏振，这是一种观察 X 射线光在穿过空间时如何定向的方法。光的偏振包含了光起源环境的线索。 IXPE 的仪器还测量来自宇宙源的 X-射线 的能量、到达时间和天空中的位置。

罗马国家天体物理研究所（ INAF ） IXPE 的意大利首席研究员保罗·索菲塔（ Paolo Soffitta ）说：“仙后座 A 的 IXPE 图像美极了，我们期待分析偏振数据，进一步了解这颗超新星遗迹。”

借助仙后座 A 的偏振数据， IXPE 将让科学家们首次看到直径约10光年的超新星遗迹的偏振量如何变化。研究人员目前正在使用这些数据来创建该物体的首张X射线偏振图。这将揭示有关仙后座 A 是如何产生 X 射线的新线索。

“ IXPE 未来的偏振图像应该会揭示这个著名宇宙加速器的核心机制。”斯坦福大学 IXPE 联合研究员罗杰·罗曼尼说。“为了补充其中的一些细节，我们开发了一种使用机器学习技术使 IXPE 的测量更加精确的方法。我们期待在分析所有数据时会发现什么。”

IXPE 由猎鹰9号火箭从卡纳维拉尔角发射，目前在地球赤道上空370英里（600公里）的轨道上运行。该任务是美国国家航空航天局和意大利航天局与12个国家的合作伙伴和科学合作者合作完成的。

参考来源：

[1]Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) | NASA

[2]NASA’s Chandra X-Ray Observatory

[3]Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) | NASA