自 1999 年發射以來，NASA 的錢德拉 X 射線天文臺一直在透過短波長 X 射線光研究天空，這是觀測巨大黑洞、星系團和劇烈超新星遺蹟的最佳視窗。該望遠鏡捕捉到達其探測器的每個 X 射線光子的位置、能量和到達時間。這種能力，結合其獨特的清晰成像質量和在廣泛能量範圍內看到 X 射線光的能力，徹底改變了我們對 X 射線宇宙的看法。它改變了我們對諸如暗物質、恆星誕生甚至太陽系行星屬性等重大謎團的理解。
漩渦星系
兩個合併的星系，統稱為 M51 或漩渦星系，顯示出螺旋星系美麗的旋臂特徵。大約 400 個 X 射線源，其中大多數是雙星，在這裡可見，主要位於恆星形成的區域附近。科學家推測，兩個星系之間的相互作用正在引發一場恆星形成浪潮，從而導致該系統中存在大量的 X 射線雙星。來自一顆 X 射線雙星的脈動暗示，緻密伴星是一顆中子星，它必須從其伴星吸積大量物質才能產生異常高的光度。
主影像 (1) 是錢德拉 X 射線資料 (2) 和哈勃太空望遠鏡捕獲的光學光 (3) 的合成影像。結合來自不同望遠鏡的資料，天文學家可以建立更完整的、多波長的影像，揭示在不同電磁頻譜範圍內可見的宇宙現象。
鳴謝：X 射線：NASA、CXC、衛斯理大學和 R. Kilgard 等人；光學：NASA 和 STScI
錢德拉的設計目的是解決 X 射線天文學中的一個關鍵問題：瀰漫性 X 射線光的組成是什麼，這種光似乎存在於宇宙的每個方向——所謂的 X 射線背景？它也被設計成一個“通用天文臺”，大部分望遠鏡時間授予世界各地從事各種專案的科學家，這些專案是在每年徵集提案後選出的。即使經過二十年的執行，錢德拉每年仍收到約 500 至 650 份提案，這相當於我們可授予的觀測時間的 5.5 倍左右——這個過程競爭非常激烈。
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飛行的噴流
在錢德拉早期，它觀測了類星體 PKS 0637-752，這是一個遙遠星系核中的超大質量黑洞，也是我十年前使用 NASA 愛因斯坦天文臺的資料研究過的黑洞。這個黑洞正在從其宿主星系中吸入大量物質。當物質墜落時，它變得非常熱，以至於超過了星系 1000 億顆恆星的光芒。
西側（右手邊）延伸的光芒令人驚訝，最初讓錢德拉的工作人員擔心望遠鏡光學系統出了問題。相反，錢德拉發現了來自等離子體噴流的 X 射線輻射，該噴流從墜落的物質中噴射出來。這條噴流以前在無線電波中被觀測到，但 X 射線是意想不到的。錢德拉能夠看到這條噴流，也使得我們對從超大質量黑洞兩極射出的噴流的理解取得了重大進展。
鳴謝：NASA、CXC 和 SAO
錢德拉取得了非凡的成果。它實現了最初的目標，揭示了幾乎所有神秘的 X 射線背景光都來自其他星系中心數千個獨立的超大質量黑洞。它還揭示了來自大量天體的新秘密：來自正在吞噬物質的超大質量黑洞射出的物質噴流的強 X 射線輻射；木星大氣層周圍閃耀的極光；來自碰撞中子星的光，這些中子星也透過引力波探測到；以及被稱為超亮 X 射線源的極亮恆星大小的黑洞。基於錢德拉觀測的科學論文數量超過 8000 篇，我們的使用者社群在全球範圍內擁有超過 4000 名科學家。
確鑿的證據
在錢德拉最著名的成果中，就有這張子彈星系團的合成影像——兩個星系團碰撞在一起。這張圖片結合了來自錢德拉、麥哲倫和哈勃太空望遠鏡的資料。在這裡，熱氣體以 X 射線光的形式出現（以粉紅色顯示），而星系可以在麥哲倫的可見光下看到（白色）。從可見光影像中，科學家們透過引力引起的星系影像扭曲（一種稱為引力透鏡的過程）推斷出暗物質的分佈（藍色）。
熱氣體和暗物質之間的分離為暗物質的存在提供了第一個直接證據。它表明，這種神秘物質既不與自身相互作用，也不與普通物質相互作用，因為它與星系一起運動，而“看不到”周圍的其他物質。相比之下，熱氣體相互作用並減速，形成子彈形狀，使合併後的星系團得名。
鳴謝：X 射線：NASA、CXC、CfA 和 M. Markevitch 等人；光學：NASA、STScI、麥哲倫、亞利桑那大學和 D. Clowe 等人；透鏡圖：NASA、STScI、ESO WFI、麥哲倫、亞利桑那大學和 D. Clowe 等人。
我在發射前三年加入該任務，擔任使用者支援副組長。我參與了網站和文件的建設，為我們的科學家使用者提供資訊、首次徵集提案和同行評審，以及在 NASA 馬歇爾太空飛行中心為發射做準備時對望遠鏡的校準。雖然這段時間很忙碌且壓力很大，因為我們為發射將一切整合在一起，但這與發射後的最初幾個月相比，根本不算什麼。
更接近家園
除了發現遙遠的超大質量黑洞和星系團外，錢德拉還在我們的太陽系內取得了驚人的發現。這些木星影像顯示了來自行星北極 (1) 和南極 (2) 極光的 X 射線輻射，這是我們太陽系世界中獨一無二的特徵。X 射線被認為是在磁場將來自木星周圍赤道環的粒子漏斗時產生的。2019 年，錢德拉與目前正在繞木星執行的 NASA 朱諾號衛星協調進行的觀測預計將提供有關這一過程的詳細資訊。作為主任，我已能夠透過將主任酌情支配時間分配給這項研究來促進其中一些觀測。
鳴謝：X 射線：NASA、CXC、UCL 和 W. Dunn 等人；光學：南極：NASA、JPL-Caltech、SwRI、MSSS、Gerald Eichstadt 和 Sean Doran；北極：NASA、JPL-Caltech、SwRI 和 MSSS
錢德拉已經迎來了 20 週年，天文臺仍在強勁執行。我擔任位於馬薩諸塞州劍橋市的錢德拉 X 射線中心主任，我們在那裡執行望遠鏡的執行。隨著事件視界望遠鏡、詹姆斯·韋伯太空望遠鏡以及更多望遠鏡現在和未來上線，我們預計錢德拉將繼續開闢新領域，並在未來幾年進一步擴充套件我們對宇宙中最熱和最劇烈的地方的瞭解。
新生恆星
這裡超過 1400 個藍色和橙色的光點是這個稠密星雲中新形成的恆星，這個星雲在獵戶座腰帶中間可以用肉眼看到。錢德拉敏銳的 X 射線視覺穿透了稠密的氣體和塵埃，揭示了傳統可見光望遠鏡隱藏的新恆星。年輕的恆星是熾熱而劇烈的，因為引力吸入物質，磁場加速物質，當恆星形成並開始發光時，風又將其吹出。
鳴謝：X 射線：NASA、CXC、賓夕法尼亞州立大學以及 E. Feigelson 和 K. Getman 等人；光學：NASA、ESA、STSCI 和 M. Robberto 等人
第一道光
錢德拉的官方第一張光影像，是標誌性的超新星遺蹟仙后座 A，立即證明了望遠鏡高空間解析度的威力，發現了這片星雲中心長期尋找的中子星。這顆緻密的中子星是大約 340 年前作為超新星爆炸的更大恆星的遺蹟，以前從未被觀測到過。這張影像結合了錢德拉多年來拍攝的資料，增加了複雜結構的可見細節。它還利用天文臺的能量解析度來揭示恆星內部產生的並被爆炸吹出的不同化學元素：紅色表示矽，黃色表示硫，綠色表示鈣，紫色表示鐵。影像中藍色外環是爆炸前向衝擊波中加速的高能粒子發射——這也是錢德拉首次發現的一個方面。
鳴謝：NASA、CXC 和 SAO
*編者注（2020 年 1 月 24 日）：這句話在釋出後進行了編輯，以避免錯誤地暗示超新星發生在公元 1054 年。它是在那個時候首次在地球上觀測到的，但發生在數千年前。