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X射線偏振探測器

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X射線偏振探測器
IXPE satellite, on the top are its three identical X-ray optics elements, the sensors are on the bottom.
名稱Explorer 97
IXPE
SMEX-14
任務類型X射線天文學
運營方NASA, ASI
國際衛星標識符2021-121A
衛星目錄序號49954
網站ixpe.msfc.nasa.gov
asi.it/ixpe
任務時長5年
3年5個月又2天 (in progress)
太空飛行器屬性
太空飛行器Explorer XCVII
太空飛行器類型Imaging X-ray Polarimetry Explorer
平台BCP-100
製造方鮑爾航空航太技術公司
OHB Italia
發射質量330公斤（730磅）[1]
酬載質量170公斤（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
任務開始
發射日期9 December 2021, 06:00 UTC[3]
運載火箭獵鷹9號運載火箭
發射場甘迺迪太空中心
承包方SpaceX
運營開始時間10 January 2022[2]
軌道參數
參照系地心軌道
軌域低軌道
近gee點540 km（340 mi）
遠gee點540 km（340 mi）
傾角0.20°
週期90.00 minutes
主望遠鏡
類型Three-mirror
焦距4 m[4]
波長X射線
轉發器
頻帶S波段[5]

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

X射線偏振探測器（Imaging X-ray Polarimetry Explorer）是一座擁有三台相同望遠鏡的太空觀測站，用來測量黑洞、中子星和脈衝星的宇宙X射線偏振[6]。X射線偏振探測器於 2021 年 12 月 9 日發射，是美國國家航空暨太空總署和義大利太空總署的國際合作計畫。X射線偏振探測器是美國國家航空暨太空總署探索者計劃的一部分，該計劃旨在設計低成本的太空船來研究太陽物理學和天文物理學。

X射線偏振探測器任務將研究奇異天體，並繪製黑洞、中子星、脈衝星、超新星遺跡、磁星、類星體和活動星系核的磁場圖。這些天體周圍環境發出的高能量X射線輻射可以極化—在特定方向上振盪。研究X射線的偏振可以揭示這些天體的物理特性，並能深入了解它們產生的高溫環境[7]。

科學研究目標

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技術與科學研究目標包括：[3]

  • 將偏振靈敏度提高兩個數量級，高於軌道太陽天文台上搭載的X射線偏振儀
  • 同時提供光譜、空間和時間測量
  • 確定活動星系核和類星體的幾何形狀和發射機制
  • 找到磁星中的磁場配置並確定磁場的大小
  • 找到脈衝星中X射線產生的機制及其幾何形狀
  • 確定脈衝星風雲中的粒子是如何加速的

建造

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X射線偏振探測器由鮑爾航空航太技術公司（Ball Aerospace & Technologies）所建造[1]。首席研究員是美國國家航空暨太空總署馬歇爾太空飛行中心的馬丁·魏斯科普夫（Martin C. Weisskopf），他是美國國家航空暨太空總署馬歇爾太空飛行中心X射線天文學首席科學家，也是錢德拉X射線天文台的計畫科學家。 [7]

設備

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X射線偏振探測器擁有三台相同的望遠鏡，用於測量宇宙X射線的偏振[6]，偏振探測器由義大利國家天文物理研究所(INAF) 和義大利國家核物理研究所(INFN) 的科學家發明和開發，經過數年的改進[4][8][9]。

參考文獻

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  1. ^ 1.0 1.1 IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer). eoportal.com. ESA. [17 February 2019]. （原始內容存檔於30 April 2024）. 
  2. ^ IXPE X-ray observatory completes commissioning, eyes Cassiopeia A for calibration. NASASpaceFlight.com. 10 January 2022 [11 January 2022]. （原始內容存檔於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. （原始內容存檔於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 可免費查閱. hdl:2060/20160007987 可免費查閱. 
  5. ^ IXPE Fact Sheet (PDF). NASA. 2017 [2 February 2018]. （原始內容存檔 (PDF)於2 April 2019）.  公有領域 本文含有此來源中屬於公有領域的內容。
  6. ^ 6.0 6.1 NASA Selects Mission to Study Black Holes, Cosmic X-ray Mysteries. NASA. 3 January 2017 [6 December 2021]. （原始內容存檔於8 December 2021）.  公有領域 本文含有此來源中屬於公有領域的內容。
  7. ^ 7.0 7.1 NASA selects X-ray astronomy mission. SpaceNews. 4 January 2017 [9 December 2021]. （原始內容存檔於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 可免費查閱. 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 可免費查閱. doi:10.1016/j.nima.2007.05.304. 
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