羅西X射線計時探測器

羅西X射線計時探測器

羅西X射線計時探測器(Rossi X-ray Timing Explorer,縮寫為RXTE)是美國宇航局於1995年12月30日發射的一顆X射線天文衛星,目的在於探測X射線源的快速光變。它的特點是不能成像,但是具有良好的時間分辨本領、較寬的波段和較大的接收面積。

儀器簡介

羅西X射線計時探測器(RossiX-rayTimingExplorer,縮寫為RXTE)是美國宇航局於1995年12月30日發射的一顆X射線天文衛星,目的在於探測X射線源的快速光變。它的特點是不能成像,但是具有良好的時間分辨本領、較寬的波段和較大的接收面積。
羅西X射線計時探測器上攜帶的主要科學儀器:正比計數器陣列(PCA),接受面積為6500平方厘米,能段範圍2-60keV,時間解析度達到了1毫秒。高能X射線計時實驗(HEXTE),接收面積為2×800平方厘米,能段範圍15-250keV。全天監視器(ASM),能段範圍2-10keV,靈敏度為30mCrab。
美國馬里蘭大學帕克分校的DheerajR.Pasham為首的科學家們對美國宇航局羅西X射線計時探測器的歸檔數據進行研究,尋找黑洞吸積盤內物體可能發出的獨特振盪信號。雖然科學家不知道這些信號的發射源到底是什麼,他們卻在不少恆星質量黑洞和一些中等質量黑洞候選者那裡看到過這類信號。

重要發現

羅西X射線計時探測器在軌期間做出了一些列重要的發現,包括:發現了頻率為千赫茲量級的準周期震盪;發現了X射線雙星的自轉周期;對天鵝座X-1的軟X態暫現進行了觀測;對伽瑪射線暴的餘輝進行了觀測;觀測到中等質量黑洞的候選天體M82X-1。利用羅西X射線計時探測器的觀測資料,人們還可以檢測廣義相對論預言的黑洞附近存在的時空拖曳效應。
中介質量黑洞
中介質量黑洞(Intermediate-massblackhole)是一種黑洞,它的質量超過恆星黑洞(數十倍太陽質量),但遠小於超重黑洞(數十萬倍太陽質量)的一種黑洞。
它們存在的證據比另外兩種少,一些鄰近星系內的超亮X射線源(ULXs)被懷疑可能是IMBH,它們的質量是數百至數千倍的太陽質量。ULXs是在恆星形成區中被發現的(例如屬於星暴增星系的M82),和在看似年輕的亮星群聚的區域內被觀察到。但是僅有從光譜學分析的動力學質量可以顯示ULX的伴星必須是緊密的IMBH才能造成如此的加速度。
在2006年1月,艾荷華市愛荷華大學PhilipKaaret教授領導的小組宣布使用NASA的羅西X射線計時探測器發現了一個中介質量黑洞候選者的疑似周期震盪。這個候選者是M82X-1,被一顆大氣層不斷被剝離並掉落進該天體的紅巨星環繞著。不僅是震盪的存在,還有系統的軌道周期解釋,都完全被科學界接受。雖然是非常合理的解釋,這個周期所依據的只是四個循環,意味著這可能還只是一種隨機的變化。如果這個周期是真實的,可能是軌道周期,或是像許多其他系統中,是吸積盤的超軌道周期。
X射線脈衝
X射線脈衝星導航(XNAV)是一種新型的天文導航方法,可為近地軌道、深空乃至行星際太空飛行器提供時間、位置及姿態等導航信息。
利用羅西X射線計時探測器衛星X射線段(2-16keV)11年的觀測資料,統計了包括周期躍變在內的Crab脈衝輪廓穩定性。在此基礎上,引入Cramer-Rao理論建立了脈衝輪廓穩定性對距離測量誤差影響的數學模型,並通過分析各誤差因素確定脈衝輪廓穩定性對距離測量誤差的影響範圍。實測數據處理表明,Crab脈衝星的X射線脈衝輪廓具有極高的穩定性,躍變期間脈衝輪廓無明顯變化,脈衝輪廓的穩定性導致沿脈衝星方向上產生34m±25m的距離測量誤差。
太空神秘聲音
最後我們聽到的是聯星系GRS1915+105(譯者註:又稱天鷹座V1487,它是由一顆正規恆星和黑洞組成的X射線聯星系,於1992年8月15日被監視全天的Granat發現。其中的一個進食黑洞發出的“心跳”聲。它於1996年由美國宇航局羅西X射線計時探測器記錄下來,並在麻省理工學院中被科學家們轉化成了聲音。美國宇航局於2003年又記錄下了位於恆星黑洞系統IGRJ17091-3624中的一個黑洞的“心跳聲”。

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