當前位置:
首頁 > 最新 > 康普頓伽馬射線空間望遠鏡發射升空

康普頓伽馬射線空間望遠鏡發射升空

1991年4月5日,康普頓伽馬射線空間望遠鏡發射升空。這是美國宇航局「四大空間天文台」中的第二台。

1991年,剛剛脫離「亞特蘭蒂斯」號太空梭機艙,飛入太空的「康普頓伽馬射線空間望遠鏡」/NASA

伽馬射線是電磁波中波長最短,因而能量最高的一種,它產生於宇宙中最神秘,最高能,最劇烈的一些天體或事件,如黑洞,類星體,超新星和中子星等等。這些高能粒子以光速穿越廣袤的宇宙,抵達地球,隨後被地球厚厚的大氣層阻擋。

對於我們來說,地球大氣層的存在是一大幸運。伽馬射線能量極高,對於生命體具有極大危險性,它可以直接殺死細胞,在臨床上醫生們甚至會用它來殺死癌細胞。

NASA四大空間天文台的不同工作波段示意圖/NASA

但反過來,也正是由於大氣的阻擋,在天文觀測上我們受到了限制。因為天文學家們沒有辦法地面上開展對宇宙伽馬射線的觀測。

可是如果要想開展對於宇宙中黑洞等天體的深入研究,我們非常需要對伽馬射線的觀測。怎麼辦?一個自然而然的想法:把望遠鏡放到太空里去。

1991年4月5日,亞特蘭蒂斯號太空梭執行STS-37次飛行任務:在軌釋放康普頓伽馬射線望遠鏡/NASA

1991年4月5日,美國宇航局「亞特蘭蒂斯」號太空梭執行STS-37號飛行任務,將「康普頓伽馬射線空間望遠鏡」(CGRO)送入軌道。這台望遠鏡重量高達17噸,在當時是太空梭運送過的最重的「貨物」。

它是以1927年度諾貝爾物理學獎獲得者,在X射線和伽馬射線領域做出開創性貢獻的美國物理學家亞瑟·霍利-康普頓(Arthur Holly Compton)的名字命名的,而康普頓伽馬射線空間望遠鏡的探測原理也正是基於康普頓所提出的「康普頓散射」原理。

1933年,正在芝加哥大學實驗室的美國物理學家亞瑟·康普頓(左)正在指導研究生路易斯·阿爾瓦雷茲,這個學生後來也獲得了諾貝爾獎,他還是隕星撞擊導致恐龍滅絕學說的提出者/wiki

康普頓伽馬射線天文台(CGRO)是美國宇航局在上世紀90年代開始部署的「四大空間天文台」計劃中的第二台。

所謂「四大空間天文台」包括主要工作在可見光波段的哈勃空間望遠鏡(1990年發射);康普頓伽馬射線空間望遠鏡(1991年發射);錢德拉X射線空間望遠鏡(1999年發射);以及斯皮策紅外空間望遠鏡(2003年發射)。如此,通過不同波段的聯合觀測,美國宇航局希望能夠藉此獲得對於宇宙最為完整的認識與圖景。

康普頓伽馬射線空間望遠鏡的設計壽命僅有2年,但它的實際壽命卻遠遠超出了設計預期。直到1999年12月份,CGRO的一台反應輪出現問題,這是用於望遠鏡定向和姿態控制的裝置。

處於在軌釋放過程中的康普頓望遠鏡,可以看到下方的亞特蘭蒂斯號太空梭機艙/NASA

美國宇航局的科學家們開始擔心,如果第二台反應輪同樣出現問題,那就會導致望遠鏡完全失控。最終的決定是:趁著望遠鏡當前還處在受控狀態下,使其主動離軌。最終,在地面控制下,康普頓望遠鏡於2000年6月4日墜入地球大氣層焚毀,其殘骸墜落在南太平洋的無人海域,結束了為期9年的太空觀測任務。

在康普頓空間望遠鏡升空時,伽馬射線天文學還處於發展的初期,因為觀測數據的嚴重缺乏,進展緩慢。而康普頓空間望遠鏡項目的實施則徹底改變了這一切,取得了大量的重大發現。

康普頓望遠鏡的繼任者之一:美國宇航局的費米伽馬射線空間望遠鏡/NASA

在工作期間,康普頓望遠鏡發現了超過2700例伽馬射線暴事件,並首次明確判明它們並非源自銀河系內部,而是遍布宇宙各處,強烈暗示它們產生於遙遠的其他星系。

在它退役之後,歐美又相繼發射了後續更加先進的伽馬射線探測器,包括歐空局的「INTEGRAL」探測器(2002年),美國宇航局的「雨燕」探測器(2004年)以及「費米伽馬射線空間望遠鏡」(2008年)。目前這三台空間設備都工作正常,並在2017年首次觀測到引力波對應體的聯合觀測中發揮了重要作用。

編者按:

《天文史上的今天》欄目是老嚴的一次個人歷險,試圖通過堅持365天,完整記錄一年中每一個日子在人類漫長的天文歷史中留下的印記。

看更遠。

文/老嚴編輯/懷塵

中國國家天文

ChineseNationalAstronomy

微信號:chineseastronomy

《中國國家天文》雜誌由國家天文台主辦。

本刊面向廣大公眾,關注天文與人文相結合,

提供科學性、文化性、藝術性、收藏價值兼備的天文學內容及文化生活。

中國國家天文願與你一同守望宇宙星辰。


喜歡這篇文章嗎?立刻分享出去讓更多人知道吧!

本站內容充實豐富,博大精深,小編精選每日熱門資訊,隨時更新,點擊「搶先收到最新資訊」瀏覽吧!


請您繼續閱讀更多來自 中國國家天文 的精彩文章:

銀河系的新畫像
天文一百年之1958年

TAG:中國國家天文 |