“看透了！”中國科學家首拍月球完整X光片

“風行天”在中秋節時段對月球進行了X射線觀測，并成功傳回了清晰的完整月面的X射線照片，從另一個視角與大家分享中秋賞月的樂趣。

9月17日（中秋節），中國科學家利用年初發射的“愛因斯坦探針”（EP）衛星上搭載的“風行天”空間X射線望遠鏡（FXT），從太空傳回完整的X射線滿月圖像。這是中國科學家首次用自己研發的空間望遠鏡觀測得到的完整月球的X光照片。

“風行天”空間X射線望遠鏡是由中國科學院高能物理研究所陳勇團隊牽頭、聯合中國科學院理化技術研究所研制，歐洲空間局（ESA）和德國馬克斯·普朗克地外物理研究所（MPE）也參與其中。

神秘面紗難以“撕破”

在X射線能段給月球拍照非常困難。

太陽發出的X射線能激發月面元素產生X射線熒光輻射。由于不同元素的X射線特征能量是不同的，通過研究月面不同能量的X射線圖像，可揭示多種元素在月面的分布。

然而，一方面X射線輻射無法穿透地球大氣層，因此無法在地面探測。另一方面，X射線很難被聚焦成像，一般只能利用掠入射聚焦，造成X射線望遠鏡的視場很小，通常只有20角分左右，不能覆蓋整個月球。

為此，科學家通常使用X射線衛星，在大氣層外進行觀測，但是至今尚未成功拍攝到完整的X射線滿月圖像，月球就像被蒙上了一層神秘面紗。

時機來臨 萬事俱備

目前處于太陽活動峰年，太陽耀斑頻繁爆發。當有太陽耀斑發生時，太陽的X射線流量會急劇增高，能譜變硬，月面的X射線輻射也會隨之增強。這給拍攝月面X射線照片提供了有利條件。

難能可貴的是，今年中秋節恰逢月球處在地月軌道的近地點附近，距地球最近處僅357400公里，此時月球比普通滿月面積增大約14%，視直徑達33.4角分，而且亮度更高，因而被稱為“超級月亮”。這是拍攝清晰月球X射線照片的好時機。

不過，要拍攝“超級月亮”的完整X射線照片，需要滿足以下幾個條件。

一是衛星需要有對月跟蹤能力，即根據月球星歷，隨時調整望遠鏡指向，使月球一直處在視場中心。

二是望遠鏡要有足夠大的視場（視場直徑至少要大于33.4角分），這樣才可能拍攝到完整的月球照片。

三是望遠鏡要有較高的角分辨，這是拍到清晰圖片的重要前提。

四是“超級月亮”的可見光輻射很強，探測器前方需要有較厚的遮光膜遮擋可見光，同時要能透過X射線。

五是探測器能量分辨要好，這樣才能得到不同元素的X射線熒光圖像，進而研究各元素的月面分布。

“風行天”拍下“超級月亮”

“風行天”滿足拍攝“超級月亮”所有要求，是揭開月球神秘面紗的最佳選擇。

它采用多層嵌套的Wolter-1型金屬聚焦鏡，焦平面探測器采用并行讀出的成像探測器。

“風行天”的成像視場為正方形，邊長約是月球直徑的2倍，從而可以把“超級月亮”一覽無余。“風行天”的角分辨很高，約為20角秒，對應月球上直徑約為37公里的圓形區域。“風行天”還配有濾光轉輪，上面有多種遮光膜可供選用，其中“中膜”遮擋可見光能力較強，在觀測“超級月亮”時，可選用中膜。

與國際上在軌運行的其他X射線衛星相比，“愛因斯坦探針”衛星搭載的“風行天”同時擁有較好的X射線能量分辨和較高的有效面積，可以揭示氧、鐵、鎂、鋁和硅等元素在月表的分布。

“今夜月明人盡望，不知秋思落誰家”。“風行天”在中秋節時段對月球進行了X射線觀測，并成功傳回了清晰的完整月面的X射線照片，從另一個視角與大家分享中秋賞月的樂趣。“愛因斯坦探針”衛星科學團隊正在進行數據分析處理，期待在月球相關科學研究中產出豐碩成果。