朱雀卫星(Suzaku),原名Astro-E2,是日本宇宙航空研究开发机构、日本多所大学,以及美国宇航局联合研制的
X射线天文卫星,也是日本发射的第5颗
X射线天文卫星,主要目的在于研究宇宙中发出X射线辐射的等离子体的性质、星系团的演化,以及
活动星系核周围的物理过程等等。
卫星简介
该卫星于2005年7月10日在鹿儿岛航天中心用M5火箭发射升空,用于替代2000年2月发射失败坠入太平洋的Astro-E卫星。
具体结构
朱雀卫星重1680公斤,运行在高度约570公里的近圆形轨道。主要仪器为:
软
X射线望远镜(XRT),由5台掠射式望远镜和5台终端设备组成,掠射式望远镜口径40厘米,由170层套筒组成。5台终端设备包括:
4台X射线
成像光谱仪(XIS),工作在软X射线波段,能段范围0.4-10keV,分辨率约100eV,由
麻省理工学院制造。
1台X射线微热量观测仪(XRS),朱雀卫星上的主要设备,分辨率约12eV,设计工作温度为0.06K,用液氦和固体氖制冷,设计寿命为2年。
硬X射线探测器(XRD),工作在10-700keV的硬X射线波段,总接收面积约350平方厘米。
维护事例
发现故障
2005年8月8日,日本宇宙航空研究开发机构曾证实,“朱雀”号 X 射线天文卫星出现重大故障。 卫星搭载的三种观测仪器之一、最精密的 X-raymicro-calorimeter(X 射线微热量观测仪)完全丧失观测功能。发生故障的 X-raymi 鄄 cro-calorimeter(X 射线微热量观测仪)设计为在摄氏零下 273.09 度的温度下工作,由冷冻机对其进行冷却。冷冻机由液氦和固体氖制冷。7 月 27 日,“朱雀”号搭载的观测仪器成功冷却到达到世界纪录的摄氏零下 273.09 度低温,并确认 X 射线分光 性能达到设计标准。然而至 8 月 8 日,液氦不知何故完全汽化,导致冷冻机无法制冷,观测仪器 丧失工作能力。
查明原因
日本宇宙航空研究开发机构 25 日向文部科学省的宇宙开发委员会报告说,设计失误是导致 2005 年 7 月发射的“朱雀”号 X 射线天文卫星关键装置失灵的原因。宇宙航空研究开发机构在报告中说,“朱雀”号依靠液态氦,使 X 射线分光计冷却到接近绝对零度(零下 273 摄氏度)。但由于排气孔被错误地设计在卫星内部,排出的气态氦通过排气孔回流到真空隔热容器里,导致液态氦在短时间内全部蒸发,结果使设计寿命为 2 至 3 年的分光计迅速丧失观测能力。目前“朱雀”号上的其他两种观测仪器工作正常。
发现黑洞
2005年7 月 10 日在鹿儿岛县内之浦宇宙空间观测所用 M5 运载火箭发射的“朱雀”号 X 射线天文卫星“ASTRO-EⅡ”继搭载的“X 射线
CCD 照相机”开始工作之后,“硬 X 射线观测仪”(HardX-rayDetector)于 8 月 19 日成功观测到距地球 1500 亿光年的椭圆形银河“人马座 A”发出的信号,证明“硬 X 射线观测仪”达到了设计能力。
科学家认为,在“人马座 A”的中心部位,隐藏着高出太阳数千万倍质量的巨大黑洞,周围气体被吸引入黑洞时,会释放出光、X 射线、
伽马射线等强烈射线。“硬 X 射线观测仪”观测到了气体被吸进黑洞时发出的硬 X 射线和伽马射线光谱。高能放射产生于黑洞附近,“硬 X 射线观测仪”通过广泛观测高能数据,能够用目前为止最高的精度观测黑洞吸入气体时的情景。
“硬 X 射线观测仪”是由日本宇宙航空研究开发机构以及东京大学等众多大学合作,花费15 年时间研制的日本独创的 X 射线观测仪器。“朱雀”号搭载的观测低能域射线的“X 射线 CCD照相机”和观测高能域的“硬 X 射线观测仪”两组观测装置,今后将继续对黑洞物质流入、超新星爆发引起的元素合成,以及宇宙线的起源等众多谜团进行深入观察。
最新成果
朱雀卫星伽玛暴持续时间的分布
伽玛射线暴,简称伽玛暴(GRBs),是宇宙中一种极其强烈的恒星级的爆发现象,由美国的
Vela军事卫星在1967年首次探测到。持续时间的分布是对伽玛暴进行分类的依据之一,利用
高斯混合模型以及最大期望算法,分析朱雀卫星伽玛暴持续时间的分布。分析结果显示,朱雀卫星伽玛暴的持续时间仍然服从双峰分布,双高斯成分模型能够更好的描述该分布,这一结论支持已经被广泛接受的长短暴分类方法,同时与其他卫星数据的分析结果一致。