我国硬X射线天文望远镜研究进展

– 硬X成像困难 – 新波段的首次巡天总是成为学科发展的里程碑 – 自90年代初以来美国NRC和NASA NASA一直把实现硬X巡天作为头 等任务
国高能天体物理发展中，在10-250keV keV能区有一个严重的缺口。…这可 别肥沃的土地，将是一个富有成果的领域 将是一个富有成果的领域，其预期结果完全不同于ＡＸ 前代Ｘ射线望远镜…巡天是硬Ｘ射线项目的关键 射线项目的关键。编码孔径技术己成熟 分辨到几角分是可行的。
－美国ＮＲＣ ＮＲＣ天文和天体物理委员会，1991
ure High Energy Astrophysics in US :
1. All-sky survey in hard X-ray band ray
2.GRB mystery 3. EGRET follow-up 4. … 5. …
Ｘ射线巡天 （美国）：
The ground test system
６５０万元 7 0 0 万元 １５０万元 １００万元
973经
配套
973经
配套
973经 973
2 0 0万元
配套
973经
按这 看演
Rosita: 0.1-10 keV all sky survey mission, a proposal 10 o ESA for ISS, but the new “Bush” space policy
Before 2010,nothere is no other space yes no astronomy mission approved
Cross-correlation correlation
Direct Demodulation
X-ray map from EXOSAT ray EXOSAT-ME slew observations
(from Lu et al. 1996, Astron. Astrophys.Suppl. 115 395) 115,
STM (Scanning Tunneling Microscope) Image of Graphite Surface
STM image
After DD
国家重点基础研究发展规划（ （９７３）基础科学前沿项目
我国硬X射线天文望远镜研究进展
Tsinghua University
清华大学天体物理中心的简介
清华大学天体物理中心发展历史
7年在物理系提出发展天体物理学科 年在物理系提出发展天体物理学科 将原清华气象台改建为天文台 999年物理系成立天体物理实验 年物理系成立天体物理实验 000年3月李惕碚院士来校主持天体物理工作 年 月李惕碚院士来校主持天体物理工作 000年9月天文台改建工作起动 年 月天文台改建工作起动 000年清华参加 项目“天体高能辐射的观测和研究” 年清华参加973项目 天体高能辐射的观测和研究” 项目“ 年清华参加 001年7月校务会议决定成立天体物理中心 年 月校务会议决定成立天体物理中心 李惕碚任主任,何泽慧任学术委员会主任 李惕碚任主任 何泽慧任学术委员会主任 001年，协议年新特聘教授张双南从美国来校工作 年 002年楼宇庆教授从美国来校工作，2003年楼宇庆教授被 年楼宇庆教授从美国来校工作， 年楼宇庆教授从美国来校工作 年楼宇庆教授被 评为长江学者
“天体高能辐射的空间观测和研究 天体高能辐射的空间观测和研究”
中国科学院
调制望远镜研制 ５００万元 ５００ ７５０万元 万元 卫星系统方案设计 １５０万元 １５０ １００万元 １００ 数据库建设 １５０万元 １５０ １００万元 １００ 天体高能过程研究 ４００万元 ４００
(2000-2005)
清华大学
ESA-NASA Horizon 2000 Program NASA
（1992 ESA立项 立项，2002.4 发放）
国家重点基础研究发展规划（ （９７３）基础科学前沿项目
“天体高能辐射的空间观测和研究 天体高能辐射的空间观测和研究”
(2000-2005)
Integral
HXMT
Swift
ular Resolution
HXMT适时投入观测，将实现人类首次硬 将实现人类首次硬Ｘ射线巡天，成为空
间天文发展的一个里程碑。建成高能天体物理数据库 建成高能天体物理数据库，为我 的科学问题上取得一批重要成果。
学者提供良好的数据和软件条件。在高能天体物理的一些重 学者提供良好的数据和软件条件
项目概况
基于技术创新，建造世界最高灵敏度 建造世界最高灵敏度 和最好分辨本领的空间硬X射线望远镜， 和最好分辨本领的空间硬 实现人类首次硬X射线巡天 射线巡天，获得大批 新发现，在利用天空实验室研究物理 在利用天空实验室研究物理 科学基本问题方面取得重大进展。 科学基本问题方面取得重大进展
天体物理中心主要建设项目
• 硬Ｘ射线调制望远镜 射线调制望远镜ＨＸＭＴ研制 • 小卫星载带多波段观测项目 小卫星载带多波段观测项目（基金委专项基金） • 空间天文实验室（载人航天计划 载人航天计划）建设 • 网络光学望远镜（40cm 40cm和80cm)参加全球联网观 测
• 高能天体物理数据分析中心 高能天体物理数据分析中心（vao用户超过160人) • 理论天体物理研究
1965 线性扫描准直调制方法 (LMC) 1966 MIT 火箭飞行测定 SCO X-1 位置 Байду номын сангаас定 1970 NASA－MIT Ｘ射线巡天卫星 射线巡天卫星Uhuru上天
硬Ｘ射线巡天 （中国）：
1992 直接解调成像方法 1993 气球飞行 Cyg X-1 成像 提出硬Ｘ望远镜ＨＸＭＴ ＨＸＭＴ建议 2000 国家重点基础研究(973)基础科学前沿项目立项 基础科学前沿项目立项 中国科学院－清华大学
硬X射线成像方法 成像方法
实现硬X成像的编码孔径技术 实现硬X成像的编码孔径技术
• ESA： INTEGRAL （2002.10.27 － ESA： • NASA： SWIFT NASA： （2003.12 ? - ) ）
• 直接解调方法－实现硬X成像的技术创新 直接解调方法－实现硬X
HXMT
INTEGRAL
15’ 2’ 10 no yes
< 5’ < 1’ 3 yes yes
14’ 3’ 30 yes no
e Location
tivity (10^-7 / cm^2 s keV) rvation Mode
ky survey
d sky deep survey
w field pointing observation
一、基础研究的重大前沿 基础研究的重大前沿
空间高能天体物理是寻求物理科学基本问题 突破的重要途径
蟹状星云
– 统一量子论和相对论的实验依据
• 硬X来自最靠近黑洞视界 黑洞视界的区域 • 通过观测硬X射线了解 射线了解强引力场中的量子行为
– 类星体（活动星系核） ）的巨大能源是21世纪物理 科学可能取得突破的基本问题之一 – γ射线暴对现有的物理理论提出了严重挑战 对现有的物理理论提出了严重挑战
• 硬X射线调制望远镜HXMT HXMT研制
在成像技术创新的基础上，研制世界最高灵敏度和空间分辨
本领的空间硬Ｘ射线望远镜HXMT ，完成硬Ｘ射线天文卫星 HXMT 航天的空间科学部分正式立项并最终实现上天创造条件。 航天的空间科学部分正式立项并最终实现上天创造条件
工程设计和演示系统的研制， ，为硬Ｘ射线天文卫星在我国民