HXMT-Teleskopsatellit – Die intelligentesten „Augen“ im Weltraum

Kürzlich entdeckte das Insight-HXMT-Satellitenteam meines Landes eine Zyklotronabsorptionslinie mit einer Energie von bis zu 146 keV in einem Neutronenstern-Röntgendoppelstern mit der Nummer Swift J0243.6+6124. Die entsprechende magnetische Feldstärke auf der Oberfläche des Neutronensterns übersteigt 1,6 Milliarden Tesla. Wissenschaftler sagten, dass dies das zweite Mal sei, dass der Satellit Insight-HXMT den Weltrekord für die direkte Messung der Zyklotronabsorptionslinie mit der höchsten Energie und des stärksten Magnetfelds im Universum deutlich verbessert habe, nachdem er im Jahr 2020 bereits das stärkste Magnetfeld im Universum von etwa 1 Milliarde Tesla direkt gemessen hatte.

Künstlerisches Bild des Insight-HXMT-Satelliten bei der Beobachtung eines akkretierenden Pulsars

(Bildquelle: Institut für Hochenergiephysik, Chinesische Akademie der Wissenschaften)

Warum hat der Satellit Insight-HXMT den Weltrekord gebrochen? Warum bauen wir es? Welche Eigenschaften und Durchbrüche weist er im Vergleich zu anderen astronomischen Satelliten auf? Lassen Sie es uns heute herausfinden.

1. Was ist der Satellit Insight-HXMT?

Um die grundlegenden physikalischen Eigenschaften hochenergetischer kompakter Objekte wie Schwarzer Löcher und Neutronensterne und ihre Auswirkungen auf den umgebenden Raum und die Zeit zu untersuchen, haben das Institut für Hochenergiephysik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und die Fünfte Akademie der Chinesischen Raumfahrtwissenschafts- und Technologiegesellschaft sowie andere Einheiten den ersten Weltraumsatelliten meines Landes für Röntgenastronomie entwickelt – den Satelliten Insight Hard X-ray Modulation Telescope (HXMT). Dies ist Chinas erster Weltraumsatellit für Röntgenastronomie, der am 15. Juni 2017 gestartet wurde.

HXMT-Startplatz (Fotoquelle: Insight—HXMT)

Es besteht im Wesentlichen aus einer Satellitenplattform und einer Nutzlast mit einem Gesamtgewicht von etwa 2.500 kg. Es wird in einer erdnahen Kreisbahn in einer Höhe von 550 Kilometern und einer Neigung von 43° operieren. Es trägt drei Weltraumteleskope, darunter ein Hochenergie-Röntgenteleskop, ein Mittelenergie-Röntgenteleskop und ein Niedrigenergie-Röntgenteleskop.

2. Warum wurde der Insight-HXMT-Satellit gebaut?

Weltraumteleskope haben dem Menschen tatsächlich ein Fenster zur Erforschung des Universums geöffnet. Nachdem die Menschheit auf diesem Gebiet Pionierarbeit geleistet hatte, startete sie eine Reihe von astronomischen Satelliten, darunter auch den uns wohlbekannten Hubble-Satelliten. Als große Weltraummacht hofft China, seine Stärke nutzen zu können, um die Wissenschaft im Bereich der Luft- und Raumfahrt voranzutreiben und Grundlagenforschung im Weltraum zu betreiben. Der Satellit Insight Hard X-ray Modulation Telescope (HXMT) entstand und bedeutete für die Chinesen einen Durchbruch bei der Erforschung des Universums.

Hubble-Teleskop (Bildnachweis: NASA)

Wenn im Universum Materie von der Schwerkraft eines dichten Himmelskörpers erfasst wird, fällt sie in einer Spiralbewegung auf den zentralen Himmelskörper zu, wobei Geschwindigkeit und Temperatur steigen. Schließlich sendet sie starke, harte Röntgenstrahlen mit höherer Energie als gewöhnliche Röntgenstrahlen aus. Obwohl Röntgenstrahlen eine starke Durchdringungskraft haben, können sie die Erdatmosphäre nicht durchdringen. Daher müssen wir uns außerhalb der Erdatmosphäre aufhalten, um Röntgenstrahlen von Himmelskörpern zu erkennen.

Der Zweck des Satelliten HXMT besteht darin, Röntgenstrahlen von Himmelskörpern zu empfangen, bei denen es sich um Neutronensterne oder schwarze Löcher handeln kann. Wissenschaftler hoffen, bisher unentdeckte Schwarze Löcher und Neutronensterne zu finden und gleichzeitig bereits bekannte zu beobachten und zu untersuchen, um so unser Wissen über Schwarze Löcher und Neutronensterne zu erweitern.

3. Was sind die Stärken des Insight-HXMT-Satelliten?

Der Satellit Hard X-ray Modulation Telescope (HXMT) bietet offensichtliche umfassende Vorteile hinsichtlich Energieabdeckung, Erfassungsbereich und Energieauflösung . Dadurch werden Wissenschaftler im In- und Ausland mit einer großen Menge qualitativ hochwertiger Beobachtungsdaten versorgt, was China ermöglicht, in den Bereichen der hochempfindlichen Schnelldurchmusterung großer Himmelsgebiete, der Erforschung schneller Lichtschwankungen harter Röntgenstrahlen von Himmelskörpern wie Schwarzen Löchern und Neutronensternen sowie der Überwachung heftiger, hochenergetischer Explosionsphänomene ein international führendes Niveau zu erreichen.

1. Das Energieversorgungsgebiet ist groß. Zunächst einmal verfügt dieses Röntgengerät über einen relativ großen Abdeckungsbereich von 1 keV bis etwa 300 keV, was im Grunde einem 300-fachen Energieabdeckungsbereich entspricht. Wenn wir die Fähigkeit hinzufügen, Gammastrahlenausbrüche bis zu 3000 keV zu erkennen, erhöht sich die Reichweite auf das 3000-Fache. Es gibt nur sehr wenige Satelliten mit einer so großen Photonenabdeckung.

2. Das Instrument hat eine große geometrische Fläche. Beispielsweise erreicht die geometrische Fläche des Hochenergiebandinstruments 5.000 Quadratzentimeter, was die größte Fläche in diesem Energieband darstellt.

3. Das Teleskop hat ein weites Sichtfeld. Beispielsweise werden wir hochstatistische Untersuchungen im Hochbandbereich an Neutronensternen und schwarzen Löchern durchführen, die mit früheren astronomischen Teleskopen oder Röntgenteleskopen nur schwer möglich waren. Da das Sichtfeld relativ breit und der Bereich relativ groß ist, reagieren wir empfindlicher auf einige schwächere Quellenänderungen in der Milchstraße. Deshalb werden wir die Milchstraße untersuchen, um nach solchen relativ schwachen Objekten zu suchen, die sich mit der Zeit verändern. Dies ist sehr wichtig für unser Verständnis von Neutronensternen und Schwarzen Löchern in der Milchstraße und eignet sich für die astrophysikalische Forschung.

Im Vergleich zu ausländischen Röntgensatelliten hat der Satellit Insight-HXMT in vielen der oben genannten Aspekte Vorteile. Es öffnet ein neues Fenster für die Beobachtung schneller Lichtveränderungen und die Erforschung des Energiespektrums harter Röntgenstrahlen in Schwarzen Löchern und Neutronensternen. Gleichzeitig hoffen wir auch, dass es in der folgenden wissenschaftlichen Forschung zu weiteren unerwarteten Ergebnissen kommt, und wir freuen uns darauf, dass HXMT uns noch mehr unerwartete Überraschungen beschert.

Produziert von: Science Popularization China

Autor: China Science Expo

Hersteller: China Science Expo