“夸父一號(hào)”衛(wèi)星硬X射線成像儀首圖發(fā)布
“夸父一號(hào)”衛(wèi)星硬X射線成像儀首圖發(fā)布
M級(jí)太陽(yáng)耀斑圖像質(zhì)量達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平
◎本報(bào)記者 金 鳳
自2022年10月9日發(fā)射入軌一個(gè)多月以來(lái),中國(guó)首顆綜合性太陽(yáng)探測(cè)衛(wèi)星“夸父一號(hào)”三大載荷之一的硬X射線成像儀(HXI)開(kāi)展了各項(xiàng)在軌測(cè)試和定標(biāo)工作??萍既?qǐng)?bào)記者獲悉,中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)11月21日發(fā)布了HXI首張科學(xué)圖像。此次發(fā)布的HXI首圖是對(duì)2022年11月11日01時(shí)(世界時(shí))爆發(fā)的一個(gè)M級(jí)太陽(yáng)耀斑的成像,當(dāng)時(shí)HXI開(kāi)機(jī)僅20天。
“夸父一號(hào)”衛(wèi)星工程首席科學(xué)家甘為群介紹,經(jīng)過(guò)多方比對(duì)并經(jīng)后續(xù)觀測(cè)反復(fù)確認(rèn),這是我國(guó)首次獲得太陽(yáng)硬X射線圖像,也是當(dāng)下國(guó)際上地球視角唯一的太陽(yáng)硬X射線圖像,圖像質(zhì)量達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。硬X射線成像原理與普通光學(xué)成像不同,除了精密的光學(xué)系統(tǒng),還需要后端的成像算法等一系列處理。
HXI載荷數(shù)據(jù)科學(xué)家蘇楊表示,科研團(tuán)隊(duì)通過(guò)將11月11日爆發(fā)的“雙十一”系列耀斑的HXI數(shù)據(jù)與太陽(yáng)動(dòng)力學(xué)天文臺(tái)(SDO)上的太陽(yáng)大氣成像儀(AIA)圖像進(jìn)行比對(duì)后證明,HXI各項(xiàng)功能指標(biāo)達(dá)到預(yù)期目標(biāo),準(zhǔn)直器性能、對(duì)齊精度、指向鏡數(shù)據(jù)、探測(cè)器性能、成像算法、修正算法、能量定標(biāo)算法均達(dá)到理想效果。更難得的是,在準(zhǔn)直器前后1.2米距離上最難對(duì)齊的36微米節(jié)距光柵子準(zhǔn)直器(最高分辨率達(dá)到3.2角秒)在成像中也表現(xiàn)突出。這說(shuō)明,在尚未進(jìn)行光柵定標(biāo)的情況下,成像的優(yōu)越性能已經(jīng)超過(guò)HXI團(tuán)隊(duì)的預(yù)期,未來(lái)在進(jìn)行詳細(xì)的光柵子準(zhǔn)直器定標(biāo)后預(yù)計(jì)會(huì)達(dá)到更好的成像質(zhì)量。
HXI由紫金山天文臺(tái)牽頭負(fù)責(zé)研制,承擔(dān)著“一磁兩暴”中觀測(cè)太陽(yáng)耀斑非熱輻射的任務(wù)。HXI由3臺(tái)結(jié)構(gòu)上獨(dú)立的單機(jī)組成:準(zhǔn)直器、量能器以及電控箱,它們相當(dāng)于相機(jī)中的鏡頭、電荷耦合器件(CCD)和控制系統(tǒng)。
當(dāng)X射線照射HXI準(zhǔn)直器時(shí),一部分光子透過(guò)金屬鎢光柵間的狹縫進(jìn)入探測(cè)器,一部分光子由于光柵的阻擋而無(wú)法被探測(cè)器探測(cè)到。隨著光子入射方向的改變, 它們?cè)谔綔y(cè)器上的透過(guò)率將會(huì)發(fā)生變化,并且呈現(xiàn)周期性的三角波函數(shù)。
為了獲得太陽(yáng)源區(qū)的硬X射線圖像,HXI使用了多達(dá)91個(gè)子準(zhǔn)直器,它們具有不同的節(jié)距和角度組合。科研人員通過(guò)綜合解讀每個(gè)探測(cè)器的計(jì)數(shù),利用它們之間的相互關(guān)系來(lái)獲得圖像。
HXI探測(cè)器就像一只高科技復(fù)眼,其中不同節(jié)距不同擺放角的光柵就好比許多大小迥異的鏡筒,各司其職,有的擅長(zhǎng)看大輪廓,有的擅長(zhǎng)看小細(xì)節(jié),把它們都綜合起來(lái),就是一組強(qiáng)大的觀測(cè)陣列。
作為中國(guó)首顆綜合性太陽(yáng)探測(cè)衛(wèi)星,“夸父一號(hào)”衛(wèi)星的科學(xué)目標(biāo)瞄準(zhǔn)“一磁兩暴”,即同時(shí)觀測(cè)太陽(yáng)磁場(chǎng)及太陽(yáng)上兩類(lèi)最劇烈的爆發(fā)現(xiàn)象——耀斑和日冕物質(zhì)拋射,研究它們的形成、演化、相互作用和彼此關(guān)聯(lián),同時(shí)為空間天氣預(yù)報(bào)提供支持。(科技日?qǐng)?bào))
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