天文学概论2天文望远镜C.ppt

大气的辐射窗口 一、X射线望远镜 二、γ射线望远镜 太空望远镜/空间望远镜 X射线和?射线属于高能光子，习惯用它们的能量 电子伏特（ev）来表示。 可见光光子的能量在2～3ev之间； X射线光子的能量在0.1～500kev范围； ?射线光子则包括了500kev到1万亿kev(1016ev) 的能量范围； 常把低能?射线看作是高能X射线，没有绝对区别。 一、X射线望远镜 1948年，美国天文学家利用高空火箭接首次收到了太阳的X射线辐射； 1962年6月，美国贾科尼等意外发现了天蝎座方向的强大X射线源，同时发现宇宙X射线弥漫背景； 1960年代当中，利用高空火箭观测得到粗略的X射线源天图，大部分X射线源集中在银道面附近。 1、天体X射线的发现 最先用于X射线观测的卫星是美国NASA的小型天文卫星系列（SAS）。虽然功能较差，但开创性成果依然显赫。 “自由号”卫星的发射上天被公认为X射线天文学发展的一个里程碑。 2，早期的X射线探测卫星 计数器本身没有任何成象和定向功能，仅 在计数器的前面放置一个筒状物作为准直镜， 获得一定的空间分辨率。 3，X射线天文观测的困难－－分辨率低 X射线有很强的穿透力，容易被介质吸收，无法采用反射或者折射进行汇集； 4，X射线掠射式望远镜 当入射角非常小时，如小于2度，X射线将被介质全反射，这就是掠射现象。利用X射线掠射的全反射现象来进行聚焦，让镜面几乎顺着X射线源，在焦点处聚焦。 X射线掠射望远镜的工作原理 （1）爱因斯坦X射线天文台 美国1978年发射。 配置口径为58厘米的掠射 式望远镜，分辨率达到几个 角秒，灵敏度也大大提高。 能对各类X射线天体进行 成象和光谱的观测。 5，探测天体X射线的三大设备 （2）伦琴X射线天文台 1990年上天。 有口径为84和57厘米 的两个X射线望远镜。 灵敏度比爱因斯坦天文 台高两个数量级。 设计寿命为三年，而实 际上它太空中成功地运行 了八年半。共发现X射线 源10多万。 1999年升空; 当今最先进、最强有力X射线的观测设备,兼具极高的空间分辨率和谱分辨率。 主镜为四台套筒式掠射式望远镜，每台口径1.2米，观测能段0.09-10keV （3）钱德拉X射线天文台 钱德拉X射线望远镜第一张照片－－ 类星体 PKS0637－752 原本以为仅能够获得这个类星体的 点状图象，但却意 外地发现了类星体 的巨大的喷流，右 边的喷流至少长20 万光年。 “钱德拉”观测的Crab脉冲星（左）和Vela脉冲 星（右）结果，显示两个磁极的喷流和围绕中 心喷流的环状物质。支持磁极冠模型。 星系中心的黑洞吸积发射的X射线 猫眼星云的X射线辐射 超新星1987A的X射线辐射 1、起步晚发展快的γ射线天文学 二、γ射线望远镜 1900年，物理学家发现了γ射线。γ射线 是一种不带电的高能光子，有很强的穿透力。 众多的核反应都会产生γ射线，在天体上 无时无刻地在发生这样的物理过程。 1958年预言天体可能发射很强的γ射线。 2，γ射线辐射的空间探测 1972年发射的天文卫星“轨道太阳天文台 7号”观测到太阳耀斑期间所发出的强烈的γ 射线。 “小型天文卫星2号“ 探测宇宙γ射线取得 成功，给出银河系γ射线强度分布和强源。 1975年欧洲空间局发射名为COS－B卫星， 工作了8年。 康普顿?射线天文台 1991年4月～2000年6月 康普顿， 美国高能 物理学家 费米伽马射线太空望远镜 美国NASA，2008年发射升空，可观测伽玛爆、类星体、脉冲星…… 有广阔的应用前景： 如对遥远（几十亿光年）伽玛爆发出的高能伽玛光子到达时间的观测支持了相对论光速不变原理。 …… 费米太空望远镜的伽玛射线巡天图 γ射线暴发生的位置和强度的全天星图 显示出非常好的各向同性 中国，硬X射线调制望远镜（HXMP） 已知计划中世界最高灵敏度和最好空间分辨本领的空间硬X射线望远镜 思考和复习 1、为什么X和伽玛射线望远镜只能建在空间，为什么很难成像？ 2、空间望远镜和地面望远镜有什么异同？ * 文科西山理科学会 * 文科西山理科学会