“看透了！”中國科學(xué)家首拍月球完整X光片

“風(fēng)行天”在中秋節(jié)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(jié)），中國科學(xué)家利用年初發(fā)射的“愛因斯坦探針”（EP）衛(wèi)星上搭載的“風(fēng)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(xué)家首次用自己研發(fā)的空間望遠鏡觀測得到的完整月球的X光照片。

“風(fēng)行天”空間X射線望遠鏡是由中國科學(xué)院高能物理研究所陳勇團隊牽頭、聯(lián)合中國科學(xué)院理化技術(shù)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(fā)出的X射線能激發(fā)月面元素產(chǎn)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(xué)家通常使用X射線衛(wèi)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(fā)。當(dāng)有太陽耀斑發(fā)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(jié)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(wèi)星需要有對月跟蹤能力，即根據(jù)月球星歷，隨時調(diào)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(fēng)行天”拍下“超級月亮”

“風(fēng)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(fēng)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(fēng)行天”的角分辨很高，約為20角秒，對應(yīng)月球上直徑約為37公里的圓形區(qū)域。“風(fēng)行天”還配有濾光轉(zhuǎn)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(wèi)星相比，“愛因斯坦探針”衛(wèi)星搭載的“風(fēng)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(fēng)行天”在中秋節(jié)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(wèi)星科學(xué)團隊正在進行數(shù)據(jù)分析處理，期待在月球相關(guān)科學(xué)研究中產(chǎn)出豐碩成果。