“海上生明月，天涯共此時”，自古以來，人們大多是通過眼睛可感知的可見光來看月亮的。17日上午，我國“愛因斯坦探針”（簡稱EP）空間X射線天文臺，也在中秋佳節(jié)期間從太空傳回月亮的X射線照片，可以欣賞到在X光波段里不一樣的月亮，這些圖像是由EP衛(wèi)星上的“風行天”X射線望遠鏡（FXT）獲得的，這也是中國科學(xué)家首次用自己研發(fā)的空間望遠鏡觀測得到完整月亮的X光圖像。
△愛因斯坦探針衛(wèi)星“風行天”X射線望遠鏡所拍攝的月球X射線圖像
EP衛(wèi)星是中國科學(xué)院空間科學(xué)（二期）戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項立項并實施的空間科學(xué)衛(wèi)星系列的重大任務(wù)之一，由中方主導(dǎo)，歐洲航天局、德國馬普地外物理研究所和法國航天局以國際合作形式參與衛(wèi)星研制。其中“風行天”是EP衛(wèi)星配置的兩個科學(xué)載荷之一，由中國科學(xué)院高能物理研究所牽頭研制。
神秘面紗難以“撕破”
在X射線能段給月亮拍照，非常困難。
太陽發(fā)出的X射線能激發(fā)月面元素產(chǎn)生X射線熒光輻射。由于不同元素的X射線特征能量是不同的，通過研究月面不同能量的X射線圖像，可揭示多種元素在月面的分布。
然而，X射線輻射無法穿透地球大氣層，因此無法在地面探測。另一方面，X射線很難被聚焦成像，一般只能利用掠入射聚焦，造成X射線望遠鏡的視場很小，通常只有20角分左右，不能覆蓋整個月亮。
為此，科學(xué)家通常使用X射線衛(wèi)星，在大氣層外進行觀測，但是至今尚未成功拍攝到完整的X射線滿月圖像，月球就像被蒙上了一層神秘面紗。
時機來臨 萬事俱備
今年處于太陽活動峰年，太陽耀斑頻繁爆發(fā)。當有太陽耀斑發(fā)生時，太陽的X射線流量會急劇增高，能譜變硬，月面的X射線輻射也會隨之增強。這給拍攝月面X射線照片提供了有利條件。
今年中秋節(jié)恰逢月亮處在地月軌道的近地點附近，距地球僅357400公里，因此，此時月亮比普通滿月面積約增大14%，而且亮度更高，因而被稱為“超級月亮”，這也是天文觀測的好時機。
不過，要拍攝“超級月亮”的完整X射線照片，需要滿足以下幾個條件：
衛(wèi)星需要有對月跟蹤能力，即根據(jù)月球星歷，隨時調(diào)整望遠鏡指向，使月球一直處在視場中心。
望遠鏡要有足夠大的視場（視場直徑至少要大于33.4角分），這樣才可能拍攝到完整的月球照片。
望遠鏡要有較高的角分辨，這是拍到清晰圖片的重要前提。
“超級月亮”的可見光輻射很強，探測器前方需要有較厚的遮光膜遮擋可見光，同時要能透過X射線。
探測器能量分辨要好，這樣才能得到不同元素的X射線熒光圖像，進而研究各元素的月面分布。
歷史上，只有兩顆衛(wèi)星，即德國ROSAT和美國Chandra，對月面成功進行了成像觀測。
△“風行天”空間X射線望遠鏡
“風行天”拍下“超級月亮”
“風行天”此次在中秋節(jié)這一特別的時間段對滿月進行了X射線觀測，并成功傳回了清晰的月面X射線照片，從另一個視角與大家分享中秋賞月的樂趣。
與國際上在軌運行的其他X射線衛(wèi)星相比，“風行天”的成像視場很大，可以把“超級月亮”一覽無余。同時，“風行天”擁有較好的X射線能量分辨和較高的有效面積，可以揭示氧、鐵、鎂、鋁和硅等元素在月表的分布。
愛因斯坦探針衛(wèi)星首席科學(xué)家、中國科學(xué)院國家天文臺袁為民介紹，盡管EP衛(wèi)星的核心科學(xué)目標是探測和研究宇宙高能暫現(xiàn)天體，但超強的X射線探測能力使得EP衛(wèi)星有著廣泛的探測目標和應(yīng)用前景。“風行天”所拍攝的這些月面X射線圖像，對開展月球相關(guān)科學(xué)研究具有重要價值。（總臺央視記者 帥俊全 褚爾嘉） |
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