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X射线偏振探测器

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X射线偏振探测器
IXPE satellite, on the top are its three identical X-ray optics elements, the sensors are on the bottom.
名称Explorer 97
IXPE
SMEX-14
任务类型X射线天文学
运营方NASA, ASI
国际卫星标识符2021-121A
卫星目录序号49954
网站ixpe.msfc.nasa.gov
asi.it/ixpe
任务时长5年
3年5个月又2天 (in progress)
航天器属性
航天器Explorer XCVII
航天器类型Imaging X-ray Polarimetry Explorer
平台BCP-100
制造方鲍尔航空航太技术公司
OHB Italia
发射质量330千克（730磅）[1]
有效载荷质量170千克（370磅）
尺寸1.1米（3英尺7英寸） in diameter and 5.2米（17英尺） tall, fully extended
Solar array: 2.7米（8英尺10英寸） fully deployed
任务开始
发射日期9 December 2021, 06:00 UTC[3]
运载火箭猎鹰9号运载火箭
发射场肯尼迪太空中心
承包方SpaceX
运营开始时间10 January 2022[2]
轨道参数
参照系地心轨道
轨域低轨道
近gee点540 km（340 mi）
远gee点540 km（340 mi）
倾角0.20°
周期90.00 minutes
主望远镜
类型Three-mirror
焦距4 m[4]
波长X射线
转发器
频带S波段[5]

IXPE mission logo
← ICON (Explorer 96)
PUNCH →
SPHEREx →

X射线偏振探测器（Imaging X-ray Polarimetry Explorer）是一座拥有三台相同望远镜的太空观测站，用来测量黑洞、中子星和脉冲星的宇宙X射线偏振[6]。X射线偏振探测器于 2021 年 12 月 9 日发射，是美国国家航空航天局和意大利太空总署的国际合作计划。X射线偏振探测器是美国国家航空航天局探索者计划的一部分，该计划旨在设计低成本的太空船来研究太阳物理学和天文物理学。

X射线偏振探测器任务将研究奇异天体，并绘制黑洞、中子星、脉冲星、超新星遗迹、磁星、类星体和活动星系核的磁场图。这些天体周围环境发出的高能量X射线辐射可以极化—在特定方向上振荡。研究X射线的偏振可以揭示这些天体的物理特性，并能深入了解它们产生的高温环境[7]。

科学研究目标

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技术与科学研究目标包括：[3]

  • 将偏振灵敏度提高两个数量级，高于轨道太阳天文台上搭载的X射线偏振仪
  • 同时提供光谱、空间和时间测量
  • 确定活动星系核和类星体的几何形状和发射机制
  • 找到磁星中的磁场配置并确定磁场的大小
  • 找到脉冲星中X射线产生的机制及其几何形状
  • 确定脉冲星风云中的粒子是如何加速的

建造

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X射线偏振探测器由鲍尔航空航太技术公司（Ball Aerospace & Technologies）所建造[1]。首席研究员是美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心的马丁·魏斯科普夫（Martin C. Weisskopf），他是美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心X射线天文学首席科学家，也是钱德拉X射线天文台的计划科学家。 [7]

设备

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X射线偏振探测器拥有三台相同的望远镜，用于测量宇宙X射线的偏振[6]，偏振探测器由意大利国家天文物理研究所(INAF) 和意大利国家核物理研究所(INFN) 的科学家发明和开发，经过数年的改进[4][8][9]。

参考文献

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  1. ^ 1.0 1.1 IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer). eoportal.com. ESA. [17 February 2019]. （原始内容存档于30 April 2024）. 
  2. ^ IXPE X-ray observatory completes commissioning, eyes Cassiopeia A for calibration. NASASpaceFlight.com. 10 January 2022 [11 January 2022]. （原始内容存档于11 January 2022）. 
  3. ^ 3.0 3.1 IXPE Home: Expanding the X-ray View of the Universe. Marshall Space Flight Center (MSFC). NASAemberdate=39. 2021. （原始内容存档于2 October 2021）. 
  4. ^ 4.0 4.1 Weisskopf, Martin C.; Ramsey, Brian; o'Dell, Stephen L.; Tennant, Allyn; Elsner, Ronald; Soffitta, Paolo; Bellazzini, Ronaldo; Costa, Enrico; Kolodziejczak, Jeffery; Kaspi, Victoria; Muleri, Fabio; Marshall, Herman; Matt, Giorgio; Romani, Roger. The Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE). Results in Physics. 31 October 2016, 6: 1179–1180. Bibcode:2016ResPh...6.1179W. doi:10.1016/j.rinp.2016.10.021 可免费查阅. hdl:2060/20160007987 可免费查阅. 
  5. ^ IXPE Fact Sheet (PDF). NASA. 2017 [2 February 2018]. （原始内容存档 (PDF)于2 April 2019）.  公有领域 本文含有此来源中属于公有领域的内容。
  6. ^ 6.0 6.1 NASA Selects Mission to Study Black Holes, Cosmic X-ray Mysteries. NASA. 3 January 2017 [6 December 2021]. （原始内容存档于8 December 2021）.  公有领域 本文含有此来源中属于公有领域的内容。
  7. ^ 7.0 7.1 NASA selects X-ray astronomy mission. SpaceNews. 4 January 2017 [9 December 2021]. （原始内容存档于30 April 2024）. 
  8. ^ Costa, Enrico; Soffitta, Paolo; Bellazzini, Ronaldo; Brez, Alessandro; Lumb, Nicholas; Spandre, Gloria. An efficient photoelectric X-ray polarimeter for the study of black holes and neutron stars. Nature. 2001, 411 (6838): 662–665. Bibcode:2001Natur.411..662C. PMID 11395761. S2CID 4348577. arXiv:astro-ph/0107486 可免费查阅. doi:10.1038/35079508. 
  9. ^ Bellazzini, R.; Spandre, G.; Minuti, M.; Baldini, L.; Brez, A.; Latronico, L.; Omodei, N.; Razzano, M.; Massai, M. M.; Pesce-Rollins, M.; Sgrò, C.; Costa, E.; Soffitta, P.; Sipila, H.; Lempinen, E. A sealed Gas Pixel Detector for X-ray astronomy. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A. 2017, 592 (2): 853–858. Bibcode:2007NIMPA.579..853B. S2CID 119036804. arXiv:astro-ph/0611512 可免费查阅. doi:10.1016/j.nima.2007.05.304. 
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