Hårdt røntgenmodulationsteleskop

Hårdt røntgenmodulationsteleskop
Type: Rumteleskop
Land: Folkerepublikken KinaFolkerepublikken Kina Folkerepublikken Kina
COSPAR-ID : 2017-034A
Mission datoer
Dimensioner: 2,8 t
Størrelse: 2,0 × 2,0 × 2,8 m
Begynde: 15. juni 2017 kl. 3:00 UTC
Startsted: Jiuquan Cosmodrome Ramp 603 af lanceringsfacilitet 43
Launcher: CZ-4B
Status: i kredsløb
Kredsløbsdata
Omløbstid : 95 minutter
Banehældning : 43 °
Apogee højde :  552 km
Perigeehøjde :  541 km
Ved: 15. februar 2021

Det hårde røntgenmodulationsteleskop ( kinesisk 硬 X 射線 調製 望遠鏡 / 硬 X 射线 调制 望远镜, Pinyin ying X-Shexian Tiaozhi Wàngyuǎnjìng kort tid HXMT ) i Kina også Huiyan (慧眼, viden kaldet) i udlandet Insight er et kinesisk rumteleskop . Det var den 15. juni 2017 3:00 UTC med en Changzheng-4B -bæreraket fra Jiuquan Satellite Launch Center i en bragt nær jordbane .

konstruktion

Den tre-aksede stabiliserede satellit er beregnet til at undersøge kosmiske objekter såsom pulsarer , neutronstjerner og sorte huller i området med højenergistråling og er udstyret med tre røntgenteleskoper til dette formål :

  • Røntgenteleskopet med høj energi fungerer i højenergiområdet mellem 20 og 250 kiloelektron volt (keV) og har et samlerareal på 5.100 kvadratcentimeter.
  • Røntgenteleskopet i mellemenergiområdet mellem 5 og 30 keV har et samlerareal på 952 kvadratcentimeter.
  • Teleskopet til røntgenstråler med lav energi mellem 1 og 15 keV har et samleareal på 384 kvadratcentimeter.

Røntgenteleskop med høj energi

Røntgenteleskopet med høj energi (HE) omfatter 18 natriumiodid / cæsiumiodid Phoswich- detektorer, som er anbragt i det centrale område af nyttelastmodulet ved hjælp af to koncentriske cirkler med seks elementer i den indre cirkel og 12 elementer i ydre cirkel. De scintillatorer består af natriumiodid doteret med thallium og cæsiumiodid doteret med natrium . Hvert Phoswich-krystalelement har en diameter på 19 centimeter, den 3,5 mm tykke natriumiodidkrystal ligger direkte bag et berylliumvindue , og den 40 mm tykke cæsiumiodidkrystal er under natriumiodidkrystallen. Den fulde energi af en indfaldende røntgenstråle omdannes til natriumiodidkrystallen, mens cæsiumiodidkrystallen bruges som et aktivt skjold til at afvise begivenheder bagfra. Sensorens cæsiumiodidkrystal kan også bruges som en detektor til gammastrålings bursts i området fra 200 keV til 3 MeV. Under Phoswich-stakken er der en kvartsseparator, der forbinder scintillatoren med fotoelektronmultiplikatoren , hvor lysimpulser omdannes til elektriske signaler. Foran selve detektorerne er der lavet af tantal og wolfram eksisterende kollimatorer , der definerer synsfeltet for hver detektor. Femten af ​​detektorerne har et synsfelt på 1,14 ved 5,71 °, to har en større 5,71 på 5,71 ° til baggrundsdetektion, og det sidste element er helt blokeret med et 2 mm tantalskjold til mørke strømmålinger. Hele det aktive instrument har en synsvinkel på 5,71 ved 5,71 °. Yderligere partikeldetektorer tjener til at beskytte instrumentet mod overbelastning og filtrere uønskede signaler.

Røntgenteleskop i det mellemste energiområde

Røntgenteleskopet i mellemenergiområdet (ME) bruger i alt 1.728 silicium-PIN-dioder som detektorer, der er opdelt i tre kasser med seks moduler hver med 32 dioder. Dette instrument har også tre forskellige synsfelter. Et hovedområde med 1 × 4 ° for det aktuelle observationsobjekt, et bredt synsfelt på 4 × 4 ° til baggrundsmålinger og en helt blokeret detektorgruppe til målinger af mørk strøm til kalibrering.

Røntgendetektor med lav energi

Røntgendetektoren med lav energi (LE) fokuserer på himmelovervågning. Det adskiller sig fra detektorerne, der arbejder i det samme energiområde på Chandra og XMM-Newton gennem kollimatoroptikken. Den består af tre identiske detektorbokse, der er anbragt i en 120 ° vinkel i forhold til hinanden. Disse indeholder hver otte kollimatorer, hver med fire " fejet ladeapparater ", som muliggør en kontinuerlig aflæsningstilstand, hvorved energien og ankomsttiden for de indfaldende fotoner registreres og således opnår en højere tidsopløsning end konventionelle CCD-detektorer . Af de 32 SCD-pixels i hver detektorboks har 20 smalle synsfelter på 1,6 × 6 °, seks har brede synsfelter på 4 × 6 °, og fire er vidvinkelpixler med et synsfelt på ca. 50- 60 ° × 2-6 ° og to er blokerede detektorer, der bruges til kalibrering. Instrumentet opnår en energiopløsning på 140 eV og en tidsopløsning på 1 ms.

Udvikling og konstruktion

Satellitten blev udviklet af det kinesiske akademi for rumteknologi (CAST) baseret på Phoenix-Eye-2 - bussen byggede nyttelasten er udarbejdet af Institute of High Energy Physics fra det kinesiske videnskabsakademi (IHEP) og Tsinghua University udviklet . Fysikeren Li Tibei (李 惕 碚, * 1939) fra IHEP havde allerede fremsat forslaget om at bygge en sådan satellit i 1993, undersøgelser startede i 2000. Starten var oprindeligt planlagt til 2010, men dette blev forsinket på grund af tilføjelsen af ​​yderligere nyttelast og optimering af satellitten til arbejdsforhold i kredsløb omkring jorden. Da midler fra den 12. femårsplan (2011–2015) blev frigivet til projektet den 25. januar 2011 via Space Science Priority Program fra Academy of Sciences  , blev den fortsatte videreudvikling stoppet, og produktionen af ​​en første prototype begyndte. Opførelsen af ​​den faktiske satellit begyndte i 2013.

Resultater

MAXI J1820 + 070. Koronaen, der skyder ud af tiltrædelsesdisken, vises med blåt.

Forbindelsen mellem de tre teleskoper resulterer i en hidtil unik kombination af en bred observationsvinkel, bredbåndsspektral og tidsmæssig opløsning, evnen til at scanne hele himlen på jagt efter nye objekter samt målrettet punktlignende observation af individuelle objekter. Den 2. juli 2020 Tidende High Energy Astrophysics offentliggjort et særnummer, hvor de første forskningsresultater blev præsenteret, for eksempel på hyppigheden af den røntgen binære stjernesystem Scorpius X-1 , på spektret af Aquila X- 1 , om spinparametrene for det sorte hul i Cygnus X-1 og meget mere. Den 15. januar 2021 offentliggjorde forskerne fra IHEPs laboratorium for astropartikelfysik en detaljeret artikel i det britiske tidsskrift Nature Communications om deres observation af koronaen, der skyder ud af røntgenstrålesystemet MAXI J1820 + 070 med varierende hastigheder. I dette system, som har et sort hul som en partner , oplyser korona tilvækstningsskiven med forskellige intensiteter afhængigt af dens hastighed.

Satellitens evne til punktlignende observation af individuelle objekter viste sig at være afgørende i april 2020 for lokalisering af SGR 1935 + 2154 magnetar . I midten af ​​den måned var Soft Gamma Repeater kommet ind i en fase med ny aktivitet, hvorpå forskerne ændrede satellitens arbejdsplan og fokuserede på dette objekt. Således var forskerne i stand til at modsvare højenergi til 28. april 2020 af det canadiske Hydrogen Intensity Mapping Experiment registreret (CHIME) Radio Blitz- ur FRB 200.428, to finder sted med intervaller på 34 millisekunder Røntgenblink i området 1 -250  keV . Tidsintervallet mellem radioblitz og røntgenblink var 8,62 sekunder, hvilket nøjagtigt svarede til gruppeforsinkelsen fra FRB 200428. Takket være kollimatorerne , som i høj grad indsnævrer synsfeltet for de enkelte detektorer i røntgenteleskopet med høj energi, var det muligt at identificere SGR 1935 + 2154 som oprindelsen til røntgenblitz (og dermed også radioblitz).

Weblinks

Individuelle beviser

  1. ↑ a b c d e SpaceFlight101: HXMT - Spacecraft & Satellites , adgang til 22. juni 2017.
  2. ↑ n2yo.com: HXMT (HUIYAN) Satellitoplysninger 2017-034A NORAD 42758 , adgang 15. februar 2021
  3. Or Orion: Kina lancerer Huiyan røntgenteleskop , adgang til 22. juni 2017.
  4. ↑ Realisering af HXMTs hoveddetektor - Design og implementering af NaI (Tl) / CsI (Na) detektorer udgangssignalgenerator
  5. ^ Strategisk prioritetsprogram for rumvidenskab. På: engelsk.nssc.cas.cn. Adgang til 12. juni 2020 .
  6. ↑ 院士 专家 李 惕 碚. I: sourcedb.ihep.cas.cn. 9. juli 2009, adgang til 12. juni 2020 (kinesisk).
  7. ↑ NASASpaceFlight.com: Kina lancerer røntgenteleskop via Long March 4B , adgang til 22. juni 2017.
  8. ↑ HXTM i NSSDCA Master Catalog , tilgængelig den 22. juni 2017 (engelsk).
  9. ↑ Diego Torres: Særudgave om ydeevne og tidlige resultater af Kinas første røntgenstråling Astronomy Satellite Insight-HXMT. I: sciencedirect.com. 2. juli 2020, adgang til den 9. juli 2020 .
  10. ↑ You Bei et al.: Insight-HXMT observationer af jetlignende korona i et sort hul røntgen binært MAXI J1820 + 070. I: nature.com. 15. februar 2021, adgang til 15. februar 2021 .
  11. ↑ 陆 成宽:慧眼 卫星 新 发现！ 这个 “冕” 竟能 逃离 黑洞. I: spaceflightfans.cn. 15. februar 2021, adgang til 15. februar 2021 (kinesisk).
  12. ↑ Li Chengkui et al.: HXMT identifikation af en ikke-termisk røntgen burst fra SGR J1935 + 2154 og med FRB 200428. I: nature.com. 18. februar 2021, adgang til 25. februar 2021 .
  13. ↑ 人类 首次 ， 中国 慧眼 卫星 确认 快速 射 电 来自 于 磁 星. I: cnsa.gov.cn. 20. februar 2021, adgang til 24. februar 2021 (kinesisk).