“夸父一號”衛(wèi)星硬X射線成像儀首圖發(fā)布
M級太陽耀斑圖像質量達國際先進水平
◎本報記者 金 鳳
自2022年10月9日發(fā)射入軌一個多月以來，中國首顆綜合性太陽探測衛(wèi)星“夸父一號”三大載荷之一的硬X射線成像儀(HXI)開展了各項在軌測試和定標工作?？萍既請笥浾攉@悉，中國科學院紫金山天文臺11月21日發(fā)布了HXI首張科學圖像。此次發(fā)布的HXI首圖是對2022年11月11日01時(世界時)爆發(fā)的一個M級太陽耀斑的成像，當時HXI開機僅20天。
“夸父一號”衛(wèi)星工程首席科學家甘為群介紹，經(jīng)過多方比對并經(jīng)后續(xù)觀測反復確認，這是我國首次獲得太陽硬X射線圖像，也是當下國際上地球視角唯一的太陽硬X射線圖像，圖像質量達到了國際先進水平。硬X射線成像原理與普通光學成像不同，除了精密的光學系統(tǒng)，還需要后端的成像算法等一系列處理。
HXI載荷數(shù)據(jù)科學家蘇楊表示，科研團隊通過將11月11日爆發(fā)的“雙十一”系列耀斑的HXI數(shù)據(jù)與太陽動力學天文臺(SDO)上的太陽大氣成像儀(AIA)圖像進行比對后證明，HXI各項功能指標達到預期目標，準直器性能、對齊精度、指向鏡數(shù)據(jù)、探測器性能、成像算法、修正算法、能量定標算法均達到理想效果。更難得的是，在準直器前后1.2米距離上最難對齊的36微米節(jié)距光柵子準直器(最高分辨率達到3.2角秒)在成像中也表現(xiàn)突出。這說明，在尚未進行光柵定標的情況下，成像的優(yōu)越性能已經(jīng)超過HXI團隊的預期，未來在進行詳細的光柵子準直器定標后預計會達到更好的成像質量。
HXI由紫金山天文臺牽頭負責研制，承擔著“一磁兩暴”中觀測太陽耀斑非熱輻射的任務。HXI由3臺結構上獨立的單機組成：準直器、量能器以及電控箱，它們相當于相機中的鏡頭、電荷耦合器件(CCD)和控制系統(tǒng)。
當X射線照射HXI準直器時，一部分光子透過金屬鎢光柵間的狹縫進入探測器，一部分光子由于光柵的阻擋而無法被探測器探測到。隨著光子入射方向的改變， 它們在探測器上的透過率將會發(fā)生變化，并且呈現(xiàn)周期性的三角波函數(shù)。
為了獲得太陽源區(qū)的硬X射線圖像，HXI使用了多達91個子準直器，它們具有不同的節(jié)距和角度組合?？蒲腥藛T通過綜合解讀每個探測器的計數(shù)，利用它們之間的相互關系來獲得圖像。
HXI探測器就像一只高科技復眼，其中不同節(jié)距不同擺放角的光柵就好比許多大小迥異的鏡筒，各司其職，有的擅長看大輪廓，有的擅長看小細節(jié)，把它們都綜合起來，就是一組強大的觀測陣列。
作為中國首顆綜合性太陽探測衛(wèi)星，“夸父一號”衛(wèi)星的科學目標瞄準“一磁兩暴”，即同時觀測太陽磁場及太陽上兩類最劇烈的爆發(fā)現(xiàn)象——耀斑和日冕物質拋射，研究它們的形成、演化、相互作用和彼此關聯(lián)，同時為空間天氣預報提供支持。(科技日報)
