日本將發射能精確測量深空X射線的太空天文台

X射線成像和光譜任務（X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission，簡稱 XRISM）將於9月7日在日本種子島航天中心由H-IIA火箭發射升空。該任務目標是觀察來自深空的X射線，並以前所未有的精度識別它們的波長。這將使研究人員更深入了解從星系團如何形成到黑洞如何產生高能粒子噴流的天體物理現象。

X射線成像和光譜任務是日本宇宙航空研究開發機構和美國太空總署的一項聯合任務，歐洲太空總署也將有進一步的貢獻，預計將運行3年左右。

火箭還將發射智能探月登陸器（Smart Lander for Investigating Moon，簡稱 SLIM），目的是展示在月球表面精確選擇著陸點的能力。如果成功，這將是日本首次有太空船登陸月球。

X射線成像和光譜任務的獨特之處在於它的X射線量熱計，這是美國太空總署在20世紀80年代開發的一項技術，可以通過百萬分之一度的溫度變化探測電磁輻射。單個X射線光子的能量與其波長有關，了解這一點將使天文學家能夠區分化學元素的特徵，幫助天體物理學家重建宇宙的歷史。

X射線成像和光譜任務的量熱計還能夠獲取天體的光譜，包括星系間氣體和黑洞吸積盤。而現有的X射線天文台只能採集點狀光源的光譜，比如單個恆星。對於運動中的X射線源，光譜會因多普勒效應（Doppler effect）而發生偏移，例如，這可以顯示一個星系團是否由兩個較小的星系團合併而成。星系間的物質也經常受到位於星系中心的超大質量黑洞產生的物質噴流攪動。繪製這些漩渦的地圖可以幫助天體物理學家了解噴流的神秘起源，以及它們是如何影響星系演化的。

X射線成像和光譜任務是日本第四次嘗試在太空中部署X射線量熱計。在2016年2月，日本宇宙航空研究開發機構發射了瞳（ASTRO-H）衛星，僅僅5週後，當儀器仍在進行校準和測試時，一個軟件錯誤導致航天器失去控制並解體。

X射線成像和光譜任務科學團隊成員、美國芝加哥大學天體物理學家艾蓮娜·朱拉夫萊娃（Irina Zhuravleva）參與「瞳」衛星的研究。她說，2016年發表的研究結果非常非常驚人，而真實數據要比理論預測更詳細。

朱拉夫萊娃表示，我們的模型缺少一些線條，觀測結果顯示我們對簡單原子躍遷的理解是多麼地不完整。這也激發了我們在實驗室環境中研究等離子體的新興趣。我們終於有望開啟X射線天文學的一個全新時代。

【圖：日本宇宙航空研究開發機構；文：節錄自科學網頁；新聞資訊由林景明提供】