脈衝星將成為太空旅行導航指標


過去的航海家透過測量恆星獲得自己的位置,現代旅行者則使用全球定位系統衛星進行定位,那麼到更深遠的太空中該靠什麼來導航呢?現在美國太空總署正在驗證新的太空導航技術─脈衝星。

脈衝星是中子星的別稱,是核坍縮型超新星留下的核心,由於中子星的自轉軸極點和磁極位置並不同,當磁極發出的無線電波掃過地球時,產生時有時無的訊號便被稱為脈衝星。脈衝星是在1960年代後期透過無線電所發現,當時他規律的電波訊號一度被認為是外星人。

為了研究脈衝星以了解其結構和演化,美國太空總署在數年前於國際太空站上裝置中子星內部成分探測器(Neutron star Interior Composition Explorer)。中子星內部成分探測器是一個大型的箱形探測器,位於國際太空站的集成桁架結構的外部,可記錄能量在二百至一萬二千電子伏特之間的X射線光子。如今他們將利用這個裝置測試名為用於X射線定時和導航基站(Station Explorer for X-Ray Timing and Navigation,簡稱 SEXTANT)技術,作為未來利用脈衝星導航的試驗。

中子星內部成分探測器隨著國際太空站繞行地球時會觀測特定的脈衝星,並透過比較脈衝星光子到達的時間,利用X射線定時和導航基站技術運算後便可得到國際太空站的精確位置,因為是利用X射線脈衝星導航,因此被簡稱為X射線脈衝星導航。以往的太陽系探測器是利用美國太空總署在太空中部署的無線電網絡來定位,X射線脈衝星導航將為未來的任務提供自主且準確的導航系統,且精確度也不會隨著遠離地球而降低。

【圖:美國太空總署;文:節錄自台北市立天文科學教育館網頁;新聞訊息由林景明提供】

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