互动科普

X射线新天眼

撰文  菲奥娜·哈里森（Fiona Harrison）

         查尔斯·J·黑利（Charles J. Hailey）

翻译  虞骏

宇宙中的一些最高能现象——黑洞、中子星和恒星爆炸后的遗迹，都会释放大量X射线。就像医用X射线能够穿透皮肤揭示出骨骼一样，宇宙中的X射线能够穿透气体和尘埃云，揭示出银河系内外的一些隐匿天体。

到现在为止，美国航空航天局（NASA）还没有任何一项探测任务能够聚焦高能X射线，拍摄到清晰的高画质影像。预定于2012年初发射升空的核光谱望远镜阵（Nuclear Spectroscopic Telescope Array，缩写为NuSTAR），将首次填补这一空白。NuSTAR由两个“镜头”（右侧的照片展示了其中之一）、一个探测仪和一根能够展开的桅杆构成。它的灵敏度将是以前那些探测器的100倍，所拍图像的分辨率与人类的肉眼不相上下。

与记录可见光的相机相比，设计制造一个相机来捕获和记录X射线图像非常困难。可见光在镜面上垂直反射，所以我们照镜子时都要让镜面与脸保持平行。X射线则不同，它从镜面上反射的角度几乎与镜面平行，更像是在水面上打水漂的石子。为了聚焦这种“打水漂”的辐射，玻璃必须像一次性塑料杯那样一层层嵌套起来。每一层负责拦截一部分入射的X射线，它们同心协力才能构成一幅不虚焦的图像。

NuSTAR的每个“镜头”由133层同心圆玻璃构成，这些玻璃异常光滑，玻璃上凹凸不平的尺度不会超过原子间距。这些玻璃跟笔记本电脑及智能手机屏幕上用的玻璃是一样的，但为了能够反射X射线，表面上镀了上百层涂料，由一层层金属间隔一层层碳或硅构成。玻璃一旦准备就绪，一个精密仪器就会将它们固定到位，位置偏差不超过人头发丝的1/20。尽管这台望远镜听上去有些脆弱，但它是按照能承受火箭发射产生剧烈震动的标准来制造的。

我们会发现什么？或许是一些不同寻常的天体，能够检验一些天文现象的物理模型。迄今为止，在预言宇宙对我们隐藏了哪些秘密这个问题上，天文学家的表现向来乏善可陈，不过假如历史可以借鉴，一定会有让人大吃一惊的发现在等着我们。