錢德拉看到它的“第一道光芒”

在7月25日從太空梭哥倫比亞號完美髮射升空後，錢德拉X射線天文臺平穩地爬升到最終軌道。然而，在到達那裡之前，渴望的天文學家們開始檢查這個巨大的X射線望遠鏡的觀測系統，它有望為宇宙中炙熱、劇烈的事件帶來新的曙光，併為生命的起源提供線索。不到一個月後，天文學家們準備就緒。當錢德拉指向遙遠的星系時，保護其敏感光學元件的遮陽門開啟，望遠鏡接收到了它的“第一道光芒”。

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在馬薩諸塞州劍橋市哈佛-史密森天體物理天文臺的錢德拉X射線中心，觀測員們在第一批影像從錢德拉的高解析度相機傳回地球時歡呼雀躍。其中一張記錄了一次巨大恆星爆炸的餘波，其細節令人震驚，科學家們可以看到可能是中子星或黑洞的證據，就在中心附近。另一張顯示了一道強大的X射線噴流，從遙遠的類星體噴射出20萬光年進入星系際空間。

這些於8月26日釋出的照片消除了人們對錢德拉可能受到缺陷困擾的擔憂，例如那些在早期使哈勃太空望遠鏡癱瘓的缺陷。它們似乎表明，錢德拉——NASA最新的大天文臺之一——將滿足甚至超過天文學家們作為探索宇宙起源的新工具的最瘋狂的期望。由於X射線會被大氣層吸收，因此只能從太空儀器獲得該波長的影像。錢德拉的解析度比ROSAT高出約20到50倍——直到現在，ROSAT還是軌道上最靈敏的X射線望遠鏡。因此，錢德拉將為天文學家提供一個更清晰的視窗，觀察恆星爆炸、黑洞、類星體和中子星。

迄今為止，錢德拉最壯觀的影像是超新星遺蹟，320年前首次從地球上觀測到，稱為仙后座A（頂部）。天文學家認為仙后座A是由一顆大質量恆星爆炸產生的。從爆炸中噴射到太空的物質以每小時1000萬英里的速度撞擊周圍物質，形成了一個巨大的5000萬度X射線輻射氣體泡。這張影像可能有助於解開爆炸是否留下中子星、黑洞或什麼都沒有的謎團。影像顯示在遺蹟中心附近有一個明亮的物體。對錢德拉進行更長時間的觀測可以確定這是否是長期以來尋找的中子星或黑洞。

錢德拉X射線中心主任哈維·塔南鮑姆說：“我們被這些影像驚呆了。“我們看到了爆炸恆星的碎片與周圍物質的碰撞；我們看到了衝擊波以每小時數百萬英里的速度衝入星際空間；作為一個真正的驚喜，我們第一次看到了遺蹟中心附近一個誘人的亮點，這可能是一顆與爆發相關的坍縮星。”

這架年輕的望遠鏡還傳回了一張遙遠且非常明亮的類星體的照片，稱為PKS 0637-752。它非常遙遠，以至於我們看到的是60億年前的它，它從一個比我們太陽系還小的區域輻射出10萬億個太陽的能量。天文學家認為，這種巨大能量的來源是一個超大質量黑洞。對PKS 0637-752的射電觀測表明，它有一個延伸數十萬光年的射電噴流。錢德拉的X射線影像揭示了一道類似大小的強大X射線噴流，這可能是由於一束極高能量的粒子束造成的。

但是，儘管錢德拉的高解析度相機拍攝的影像令人印象深刻，但這並不是全部。錢德拉上其他同樣重要的儀器是它的光譜儀。其中一個裝置，高能透射光柵光譜儀（HETGS），於8月28日啟動。

光譜儀將來自望遠鏡反射鏡的X射線分散成光譜，就像稜鏡將光分散成不同的顏色一樣。然後，光譜可以被錢德拉的成像探測器讀取，就像宇宙條形碼一樣，科學家可以從中推斷出恆星物體的化學成分和溫度。在麻省理工學院開發的HETGS將使從太空測量X射線光譜的能力提高一千倍。

HETGS的第一個目標是御夫座中的五車二星，一顆距離我們約40光年的恆星。五車二星實際上是兩顆相互繞軌道執行的恆星，可能以某種方式相互作用，將額外的熱量泵入日冕，日冕看起來比我們太陽的日冕更活躍。恆星如何設法將其日冕加熱到比其自身表面高一千倍的溫度仍然是一個謎，天文學家希望用HETGS進行觀測可以解開這個謎團。

錢德拉應該有助於解決其他懸而未決的謎團。熱氣體中的重元素產生特定能量的X射線。錢德拉精確測量這些X射線的能力可以告訴我們每種元素的含量。有了這些資訊，天文學家可以研究生命必需的元素，如氧和碳，是如何產生的，又是如何透過爆炸的恆星散佈到整個星系中的。哈佛大學的羅伯特·基什納教授說：“錢德拉將有助於證實現代科學最引人入勝的理論之一，即我們來自星星。”