日本的hitomi宇宙飛船在一個星系團死亡前測量了它的運動
今年早些時候，日本航天局遭受重大打擊，其新的X射線天文衛星Hitomi在發射一個月後在太空中解體。但在太空船面臨過早的死亡之前，它能夠擠進一點有價值的科學。透過觀察來自2.5億光年外星系團的X射線發射，Hitomi測量了星系團中星際氣體在星系間移動的速度。
氣體並不像研究人員預期的那樣湍急
這些測量結果出乎一些科學家的意料：根據今天發表在《自然》雜誌上的一項新研究，氣體的移動速度約為每秒102英里（164公里）。這並不像研究人員預期的那樣混亂，因為星系團中的星系以每秒數千英里的速度移動得更快。
這是一個有趣的發現，但也許這項研究最有價值的方面是，它暗示了宇宙飛船可以做的所有科學。Hitomi的損失對天文學界來說是痛苦的，因為它本應該透過觀察動蕩的星系團和高能黑洞來告訴我們更多關於宇宙結構的資訊。”這項研究的作者、劍橋大學天文學研究所所長安德魯·法比安對《邊緣報》說：“獲得這項科學成果是非常令人興奮的，但失去航天器卻是毀滅性的。”感覺就像一扇門被開啟了，我們能看穿它，然後立刻把門砰地關上。”
但今天的研究可以作為一個很好的廣告，發射另一個類似Hitomi的航天器來填補衛星留下的空白。
hitomi之死
2月17日，從日本種子島航天中心發射升空的Hitomi，翻譯為“眼睛的瞳孔”。這顆衛星是由日本宇宙航空研究開發機構的一枚H-IIA火箭送入軌道的，但這艘宇宙飛船的執行時間不長。
問題始於一個小故障
問題始於一個小故障。Hitomi有兩種方法來確定它在太空中的位置：一種是測量恆星位置的星體跟蹤器，另一種是測量航天器慣性的感測器。出於某種原因，後一種感測器，稱為慣性參考單元（IRU），檢測到Hitomi已經開始緩慢滾動，儘管事實並非如此。它根本沒有旋轉。通常情況下，如果星體跟蹤器和IRU的資料不匹配，航天器應該預設為星體跟蹤器所說的任何東西。但此時，星體跟蹤器已經關閉，無法捕捉任何資料。
一個藝術渲染的日月宇宙飛船(日本宇宙航空研究開發機構）
根據IRU的資料，Hitomi試圖透過反向旋轉來抵消這種不存在的自旋。這實際上引發了一個旋轉，這是不應該發生的。隨著自轉變得更糟，衛星試圖進入一種安全模式，即使用火箭推進器穩定自身，並將太陽能電池板對準太陽。推進器的發射方式取決於航天器重心的位置。但是Hitomi的一個儀器被擴充套件，改變了航天器的整體形狀，移動了它的重心。飛行控制人員沒有更新航天器對這種新形狀的瞭解，所以推進器朝著錯誤的方向發射。這使得宇宙飛船旋轉得更快。
“這導致了一個積極的反饋情況，它不斷惡化，火箭發動機不斷開火，直到基本上整個航天器每5秒鐘旋轉一次，”費邊說。最終導致衛星解體；它的太陽能電池板被拆掉，切斷了Hitomi的電源。3月27日，日本宇宙航空研究開發機構宣佈，它失去了通訊，無法恢復。”“那真是一場悲劇，”喬納森·麥克道爾說，他是哈佛-史密森天體物理中心的天體物理學家，沒有參與這項研究而且真的，真的很不幸，我擔心這是非常人為的錯誤。他們對可能的故障模式沒有充分的計劃。”
觀察英仙座
在失敗之前，Hitomi一直在研究英仙座星團的X射線發射，特別是來自星團星系之間的熱氣體的X射線。宇宙中的大部分氣體是在星系之間發現的，但星系團中的氣體特別熱。星團被認為含有大量暗物質——一種神祕的物質，不反射或發射光，但有引力。”[“暗物質]導致星系間氣體的壓縮和氣體的加熱，最終達到5000萬開爾文的溫度，”費邊說。團簇中的氣體密度也特別高，導致不斷的碰撞，產生X射線。
這場運動被認為特別混亂。星系團的中心是一個超大質量黑洞，它釋放出一噸的能量，與星系團中的氣體相互作用。這種相互作用被稱為黑洞反饋，透過攪動氣體使其保持高溫。最初，人們認為這是一個非常動蕩的過程，但今天的研究表明，混沌比預期的要少一些。”事實上，我們看到一個相對安靜或低速告訴我們，這是多麼暴力的反饋過程是說：“費邊。
日宮所看到的英仙座星團的一部分(Hitomi Collaboration/JAXA、NASA、ESA、SRON、CSA）
今天的研究也顯示了Hitomi的軟X射線光譜儀的驚人的精確性，它測量了X射線的發射。研究人員認為，他們對氣體速度的測量可能每秒變化6英里（10公里）。這使得他們的測量非常準確。”“這證明瞭這種儀器的潛力，”費邊說它真的可以在太空中進行精確的測量。”
法比安希望，這樣的精確測量將激勵科學家們早日用軟X射線光譜儀**出另一個Hitomi。歐洲航天局計劃在2028年用雅典娜飛船發射一個更大的分光計。而其他衛星，如錢德拉和XMM牛頓望遠鏡，可以進行高解析度的X射線測繪，但它們無法獲得Hitomi能夠捕捉到的那種星系團的精確測量。
法比安說：“目前還沒有一種儀器的精度接近於Hitomi的20到50倍。”。
冥王星飛過後新地平線號任務延長
- 發表於 2021-05-06 08:31
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