理化學研究所等組成的研究團隊,爲強化從國際宇宙空間站(ISS)對伴隨爆炸發射X射線的天體進行觀測,開始與美國合作。將搭載在ISS上的日本觀測裝置和美國宇航局(NASA)的望遠鏡自動連接,當日本的裝置觀測到天體後,原來需要3小時以上的時間才可進行追加觀測,現在則可縮短至5分鐘左右。
日美合作使用的日本X射線觀測裝置「MAXI」(供圖:JAXA)
本次國際聯合觀測被命名爲「OHMAN專案」。ISS上搭載着日本監測發射X射線天體的「X射線全天候監測裝置(MAXI)」和NASA的X射線望遠鏡「NICER」。 此前,當MAXI在大範圍觀測中發現發射X射線的天體時,會先向地面發送資料,隨後透過郵件傳達給美國,再由NICER進行詳細觀測。
OHMAN專案使用ISS内的電腦,構建了不經由地面、直接從MAXI向NICER自動傳送資料的機制。2022年5月左右進行了自動連接實驗,8月開始了實際運作。9月13日則成功地進行了二者的聯合觀測。從發現天體到追加觀測的用時僅爲5分30秒。
根據天體位置的不同,從發現天體到追加觀測爲止所需時間預計爲2~10分鐘。由此即使隨天體爆炸發射X射線的時間較短,也可進行詳細觀測,因此可以更廣泛地觀測到天文現象。
NASA的X射線望遠鏡「NICER」(供圖:NASA)
在宇宙中,天體發生爆炸時會發射伽馬射線、X射線等宇宙射線。利用X射線的觀測由於靈敏度高,與伽馬射線相比,有望捕捉到更多的天體現象。
此次專案的目標是透過日美合作,觀測約138億年前宇宙誕生之初發生的爆炸等現象。該現象用以往的方法未能成功,利用X射線的觀測值得期待。在誕生之初的宇宙,元素中只有氫和氦,當時發生了怎樣的天文現象,仍有許多謎團。
此次專案還被認爲有助於捕捉太陽以外的恆星上發生的大規模爆炸現象。太陽表面會發生被稱爲「太陽耀斑」的大爆炸,其它恆星的爆炸規模是太陽耀斑的數千至數億倍,但一直以來都難以觀測。
然而,目前的ISS觀測體制也有一大難題那就是會把原本不是觀測物件的伴隨太陽耀斑同時發出的強X射線也檢測出來。今後將採取措施,將太陽耀斑的影響從觀測中排除。
除理化學研究所外,宇宙航空研究開發機構(JAXA)、中央大學、日本大學、青山學院大學也將參與MAXI的運用。此外,與NICER的自動聯合觀測還具有更省力的優點。
日文:松添亮甫、《日經產業新聞》、2022/11/2
中文:JST客觀日本編輯部