XMM-牛顿卫星和钱德拉X射线天文台

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XMM-牛顿卫星和钱德拉X射线天文台之间的区别

XMM-牛顿卫星 vs. 钱德拉X射线天文台

XMM-牛顿卫星（X-ray Multi-Mirror Newton）是欧洲空间局1999年发射的一颗X射线天文卫星，具有极高的谱分辨本领。 XMM-牛顿计划始于1984年，1997年3月开始建造，原名为“高通量X射线分光任务”（The High-Throughput X-ray Spectroscopy Mission），为了纪念发明了分光镜的Isaac Newton而命名XMM-牛顿卫星，其中XMM是X-ray Multi-Mirror Mission（X射线多镜面任务）的缩写。1999年12月10日，XMM-牛顿卫星在法属圭亚那的库鲁发射场用-zh-hans:阿里亚娜5型火箭; zh-hant:亞利安五號火箭;-发射升空。它的轨道是椭圆形，近地点7,000公里，远地点114,000公里，轨道倾角40度，周期48小时。XMM-牛顿卫星原计划寿命为两年，但是至少 将延長任務期至2010年。 XMM-牛顿卫星重3.8吨，长10米，太阳能电池帆板展开后宽16米。卫星上搭载的主要科学仪器有：. 钱德拉X射线天文台（Chandra X-ray Observatory，缩写为CXO），是美国宇航局（NASA）于1999年发射的一颗X射线天文卫星，以美国籍印度物理学家苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡命名，為大型轨道天文台计划的第三颗卫星，目的是观测天体的X射线辐射。其特点是兼具极高的空间分辨率和谱分辨率，被认为是X射线天文学上具有里程碑意义的空间望远镜，标志着X射线天文学从测光时代进入了光谱时代。.

X射线

--（X-ray），又被称为爱克斯射线、艾克斯射线、伦琴射线或--，是一种波长范围在0.01纳米到10纳米之间（对应频率范围30 PHz到30EHz）的电磁辐射形式。X射线最初用于医学成像诊断和X射线结晶学。X射线也是游離輻射等这一类对人体有危害的射线。 X射線波長範圍在較短處與伽馬射線較長處重疊。.

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X射线天文卫星

X射线天文卫星是观测天体的X射线辐射为主要目的的人造卫星，是X射线天文学的主要研究设备。 第一颗X射线天文卫星是1970年12月12日美国在肯尼亚发射的乌呼鲁卫星，该卫星原名“探险者42号”，又名“小型天文卫星1号”（SAS-1），因发射当天正值肯尼亚独立7周年纪念日而得名Uhuru（兹瓦西里语意为“自由”）。卫星上装有两个相互反向的X射线探测器，利用卫星的旋转进行了系统的X射线巡天，确定了约350个X射线源，发现了许多银河系中的X射线双星、来自遥远星系团的X射线，以及第一个黑洞候选天体——天鹅座X-1。乌呼鲁卫星的观测取得了极大的成功，被认为是X射线天文学发展史上的一座里程碑。 除了乌呼鲁卫星以外，1970年代至1980年代，各国还相继发射了一系列X射线天文卫星，包括英国的羚羊5、荷兰天文卫星、美国的小型天文卫星3号、高能天文台1号（1977年）和高能天文台2号（又名“爱因斯坦卫星”）、欧洲的X射线天文卫星（EXOSAT）、日本的银河卫星等，其中1978年发射的爱因斯坦卫星首次采用了大型掠射式X射线望远镜，能够对X射线源进行成像，是1970年代取得成果最多的X射线卫星。 20世纪90年代，意大利和荷兰共同研制的BeppoSAX卫星发现了伽玛射线暴的X射线余辉。德国、美国、英国联合研制的伦琴卫星（ROSAT）首次在软X射线波段进行了巡天观测，在9年时间里新发现了7万多个X射线源，使X射线源的总数达到了12万个。1993年日本发射的ASCA卫星则首先将CCD设备用于X射线成像。美国的罗西X射线时变探测器（RXTE）虽然不能成像，但是能够探测X射线源的快速光变。1999年，两个重要的X射线天文卫星先后发射升空——美国的钱德拉X射线天文台和欧洲的XMM-牛顿卫星。前者具有极高的空间分辨率（小于1角秒）和较宽的能段（0.1-1keV），后者则具有非常高的谱分辨率。它们是21世纪初X射线天文学主要的观测设备，取得了一大批重要的研究成果。除此之外，1990年代升空的X射线望远镜还有俄罗斯发射的探测高能X射线的伽马1卫星、日本发射的用于观测太阳耀斑的阳光卫星等。 截止到2006年，正在工作的X射线天文卫星有欧洲的XMM-牛顿卫星、美国的罗西X射线时变探测器、钱德拉X射线天文台、日本的朱雀卫星（Astro-E2）、中国的硬X射线调制望远镜。此外，欧洲的国际伽玛射线天体物理实验室（INTEGRAL）和美国的雨燕卫星也安装有X射线观测设备。计划中的下一代X射线天文卫星有美国的Constellation-X、欧洲的XEUS（X-Ray Evolving Universe Spectroscopy）等。.

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X射线天文学

X射线天文学是以天体的X射线辐射为主要研究手段的天文学分支。X射线天文学中常以电子伏特（eV）表示光子的能量，观测对象为0.1keV到100keV的X射线。其中又将0.1keV-10keV的X射线称为软X射线，10keV-100keV称为硬X射线。由于X射线属于电磁波谱的高能端，因此X射线天文学与伽玛射线天文学同称为高能天体物理学。 宇宙中辐射X射线的天体包括X射线双星、脉冲星、伽玛射线暴、超新星遗迹、活动星系核、太阳活动区，以及星系团周围的高温气体等等。由于地球大气层对于X射线是不透明的，只能在高空或者大气层以外观测天体的X射线辐射，因此空间天文卫星是X射线天文学的主要工具。.

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掠射望远镜

掠射望远镜是利用X射线以近乎平行的角度照射在金属平面上时发生掠射的原理进行成像的望远镜。1970年代早期美国的天空实验室上搭载了掠射式望远镜，用于拍摄太阳，是首个用于天文观测的大型X射线望远镜。1978年发射的爱因斯坦卫星是首个搭载大型掠射式望远镜的X射线天文卫星。20世纪90年代以后发射的大部分X射线天文卫星上都安装了掠射式望远镜，口径和分辨率都在不断提高。 掠射望远镜经常采用的光路结构有柯克帕特里克─贝茨型（Kirkpatrick-Baez）、沃尔特型（Wolter）和龙虾眼型（Lobster Eye）等，其中沃尔特型又分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型三种结构。 柯克帕特里克─贝茨型是最早出现的型号，发明于1948年，使用两块互相垂直的抛物面会聚X射线。沃尔特型使X射线先经过抛物面再经过双曲面发生会聚。这种结构广泛应用于各种大型X射线望远镜，其中Ⅰ型的应用最为广泛。龙虾眼型是于1970年代末提出的，特点是视场大，焦平面是曲面，较少得到应用。在实际的掠射望远镜中，经常使用若干不同口径的反射面制作成套筒以增大有效口径，例如XMM-牛顿卫星上安装的掠射式X射线望远镜由58层沃尔特Ⅰ型套筒组成，最大的一层直径为70厘米。.

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