乘风破浪的望远镜，飞到150万公里外，带你看X射线眼中的宇宙

我们曾多次被头顶浩瀚的星空所震撼，被它的美丽与壮丽所折服。然而，我们的眼睛只能看到宇宙的一侧。宇宙在现代射电望远镜的帮助下，向我们展示了更加壮丽壮丽的一面……

（图片说明：不同波段的电磁波所见的创世之柱，左图为可见光，左图为可见光右边是X光）

人类“近视”的视力

亿万年前，动物的祖先进化出了一个神奇的器官——眼睛。动物通过眼睛接收来自周围环境的光。然而，我们的眼睛并不完美，它有一个很大的缺陷，那就是它只能看到很窄的一段电磁波——可见光。

这是因为对可见光的感知足以让动物在自然界中生存。那些远古生物万万没想到，未来会有一种叫做人类的生物，竟然想要研究宇宙，看到不一样的星空。

（图片说明：钱德拉X射线望远镜发射20周年发布的经典图片）

我们知道，宇宙中的天体不仅会发出可见光，还会发出红外线、紫外线射线、X射线和许多其他波段的电磁波。虽然我们的眼睛看不到它们，但借助现代射电望远镜

，这些电磁波已经可以很好地捕捉到。而且，由于不同的天体在可见光波段和X射线波段发出不同的光，而这两个波段的电磁波又具有不同的性质，因此呈现的是两个完全不同的宇宙。

那么，如果你有X光眼，夜空会是什么样子呢？

观察宇宙的“第三只眼”

为了用X射线的眼睛看世界，科学家们发射了很多X射线望远镜，比如美国宇航局的钱德拉太空望远镜，ESA的XMM-牛顿天文台等。由于地球大气层对X射线的屏蔽作用，这些X射线望远镜必须发射到太空进行观测。

（图片说明：Spectrum-RG（斯派克特-RG）天体物理空间观测站）

显然，科学家们不会满足于此。2019年，俄罗斯也发射了他们的Spectra-RG（Spektr-RG）天体物理空间观测站。与以往的设备不同，它的主要目的不仅仅是观测一些个别的天体，而是巡视全天，在X射线波段对宇宙进行最深入的全面观测。

2019年7月13日，Spectrum-RG天体物理空间观测站在哈萨克斯坦拜科努尔基地发射升空。与明年发射的詹姆斯韦伯太空望远镜一样，Spectrum-RG天体物理空间观测站也安置在150万公里外的日地拉格朗日L2点，并严格保持与地球同步运行。

（图片说明：拉格朗日点示意图，在该点航天器可以严格服从地球同步绕太阳公转）

Spectrum-RG天体物理空间观测站拥有两台设备，其中一台是俄罗斯的ART-XC望远镜，另一个是德国的eROSITA，它是这项观察的主力军。望远镜由7个相同的Wolter型反射镜模块和

54个嵌套镀金反射镜组成，可以高效收集高能X射线光子并将其引导至X-eROSITA敏感相机的光线。

（图片说明：eROSITA望远镜）

（图片说明：七面透镜后的X光检测设备）

在去年，eROSITA收集了182天的数据，每次曝光时间在150之间-200秒，获取了165Gb的有价值数据。从事该项目的科学家每天都连接到卫星，下载新数据进行整合和处理。据了解，Spectrum-RG天体物理空间观测站将在太空服役7年，共完成8次全天观测，最终绘制出前所未有的高分辨率X射线全天图。

最全的X射线全天图

此前，世界上唯一一张X射线全天图来自德国ROSAT卫星。但那已经是九十年代了，当时的观测准确度也很有限。今天的eROSITAX射线望远镜取得了巨大的突破。不仅观测深度达到了ROSAT的4倍，灵敏度也提高了近25倍。

（图片说明：ROSAT与Spectrum-RG天体物理空间天文台拍摄的X射线全天图对比）

自2019年7月发射以来，天文台已经发射了将近整整一年。终于，第一次全天勘测在不久前完成了。在第一次全天巡天中，科学家制作了一张包含超过100万个明亮X射线天体的地图，是过去60年所有此类天体总数的两倍。

马克斯普朗克地外物理研究所（MPE）eROSITA首席研究员天体物理学家PeterPredehl兴奋地说：“这张全天图彻底改变了我们对高能宇宙的观察。我们看到了如此丰富的细节——雄伟的形象令人叹为观止。”

（图注：MPE发布的X射线全天图）

天文学家们期待这张图片已经很久了。MPE的天体物理学家MaraSalvato喜出望外：“我们一直热切期待着eROSITA首张全天图的发布。大片天空被长波段覆盖，现在我们终于有一张地图可以匹配我们需要其他相关研究来识别这些X射线源并了解它们的特征。”

X光眼里的宇宙

那么，这张图向我们传达了哪些信息呢？

（图片说明：eROSITA拍摄的船底座超新星遗迹）

• 科学家指出：这张图77%的X射线源是宇宙中的超大质量黑洞，其中一些是大到甚至更大，发展成活动星系核。当周围的物质被黑洞强大的引力吞噬掉落时，由于能量增加，释放出X射线，最终被我们探测到。

• ，其中约20%来自银河系内部。它们基本上来自于一些非常猛烈的恒星，具有极高的温度和强大的磁场日冕。

（图片说明：沙普利超星系团中的X射线源）

• 另外，2%的X射线源是一些星系团，它们之间的星际尘埃和气体在在相互作用的强大引力作用下，发射出X射线。最后1%是由各种稀有天体或宇宙现象产生的，例如X射线双星，超新星遗迹或恒星被黑洞杀死明亮的光线以防撕裂等

总结

MPE的天体物理学家KirpalNandra说：“eROSITA通过在短短6个月内对100万个光源进行观测，彻底改变了X射线天文学，但这只是瞥见未来。这是一个好的开始。”

（图片说明：MPE天文学家捕捉到一次瞬态X射线爆发）

正如我们所说，eROSITA将在7年内完成8次全天巡天，接下来的5年半时间里将进行剩下的7次观测年。他们期望在银河系中观测到300个活跃的星系核、100,000个星系团和700,000颗恒星，并将这些观测结果整合起来，绘制成一幅前所未有的高分辨率全天图。

Nandra还表示，eROSITA甚至有望在未来捕捉到第一批巨型结构和超大质量黑洞的形成时期，为我们展示诞生的历史宇宙的。届时，我们也将对宇宙诞生论有更完整的认识，年轻的宇宙将揭开谜底，让我们一睹真相。