情人節的玫紅色禮物, IXPE 發送第一張科學圖片

情人節到來之際，美國國家航空暨太空總署首次提供了於2021年12月9日發射的 X 射線成像偏振探測器（ Imaging X-Ray Polarimetry Explorer ， IXPE ）[1]在完成為期一個月的調試階段後的成像資料。

天文臺上的所有儀器都運行良好，該天文臺正在研究宇宙中一些最神秘和極端的物體。

IXPE 首先將其 X 射線聚焦在仙后座 A （ Cassiopeia A ）上，這是一個由17世紀發現的一顆恒星爆炸後的殘骸組成的物體。爆炸產生的衝擊波席捲了周圍的氣體，將其加熱到高溫，並加速宇宙射線粒子，形成一團在 X 射線光下發光的雲。其他望遠鏡以前也研究過仙后座 A ，但 IXPE 將使研究人員能以新的方式對其進行研究。

這張超新星仙后座 A 的圖像結合了 NASA 的 X 射線成像偏振探測器收集的一些第一批 X 射線資料（以洋紅色顯示）和來自 NASA 錢卓拉 X 射線天文台的高能 X 射線資料（以藍色顯示）。

在上圖中，洋紅色的飽和度對應於 IXPE 觀察到的X射線光的強度。它覆蓋了來自 NASA 的錢卓拉 X 射線天文台（ Chandra X-Ray Observatory ）[2]的高能 X 射線資料，以藍色顯示。錢卓拉和 IXPE 配備不同種類的探測器，可捕捉不同級別的角解析度或清晰度。此圖像的附加版本僅顯示 IXPE 資料。這些圖像包含1月11日至18日收集的 IXPE 資料。

這張來自 NASA X 射線成像偏振探測器的圖像描繪了來自天文臺第一個目標——超新星仙后座 A 的 X 射線強度。顏色從冷紫色和藍色到紅色和熱白色，都與 X 射線的亮度增加相對應。這張圖像是利用 IXPE 在1月11日至18日期間收集的 X 射線資料製作的。

錢卓拉在1999年發射後，它的第一張圖像也是仙后座 A 。錢德拉的 X 射線圖像首次顯示，超新星遺跡的中心有一個緻密的物體，可能是黑洞或中子星。

仙后座 A

「仙后座 A 的 IXPE 圖像與錢德拉拍攝的同一顆超新星遺跡的圖像一樣具有歷史意義。」位於阿拉巴馬州亨茨維爾的 NASA 馬歇爾太空飛行中心的 IXPE 首席研究員 Martin C. Weisskopf 說。「它展示了 IXPE 獲得關於仙后座 A 的前所未有的新資訊的潛力，該資訊目前正在分析中。」

科學家將使用 IXPE 進行的一項關鍵測量稱為偏振，這是一種觀察 X 射線光在穿過空間時如何定向的方法。光的偏振包含了光起源環境的線索。 IXPE 的儀器還測量來自宇宙源的 X 射線的能量、到達時間和天空中的位置。

羅馬國家天體物理研究所（ INAF ） IXPE 的義大利首席研究員保羅·索菲塔（ Paolo Soffitta ）說：「仙后座 A 的 IXPE 圖像美極了，我們期待分析偏振資料，進一步瞭解這顆超新星遺跡。」

借助仙后座 A 的偏振資料， IXPE 將讓科學家們首次看到直徑約10光年的超新星遺跡的偏振量如何變化。研究人員目前正在使用這些資料來創建該物體的首張 X 射線偏振圖。這將揭示有關仙后座 A 是如何產生 X 射線的新線索。

「IXPE 未來的偏振圖像應該會揭示這個著名宇宙加速器的核心機制。」斯坦福大學 IXPE 聯合研究員羅傑·羅曼尼說。「為了補充其中的一些細節，我們開發了一種使用機器學習技術使 IXPE 的測量更加精確的方法。我們期待在分析所有資料時會發現什麼。」

IXPE 由獵鷹9號火箭從卡納維拉爾角發射，目前在地球赤道上空370英里（600公里）的軌道上運行。該任務是美國國家航空暨太空總署和義大利太空總署與12個國家的合作夥伴和科學合作者合作完成的。