捕捉暗能量 太空閃爍「七隻眼睛」

eROSITA X射線望遠鏡（小圖）及其在太空中工作的藝術效果圖 圖片均來自網路

　　來源：科技日報

　　德國和俄羅斯合作的「光譜—倫琴—伽馬」（SRG）任務原定於6月21日從哈薩克拜科努爾航天中心發射，現因電池原因推遲至7月升空。屆時，由德國研製的eROSITA X射線望遠鏡也將隨同發射，目標是搜尋暗能量的蹤跡。這將是一段令人興奮的探索旅程。

　　據物理學家組織網報道，該望遠鏡將部署在日地拉格朗日L2點，距離地球150萬公里。在此，eROSITA將對熱宇宙進行有史以來最大規模調查，它將利用其7個X射線探測器——7隻「亮晶晶的眼睛」觀測整個天空，搜尋和繪製熱源，如星系團、活躍黑洞、超新星遺迹、X射線雙星和中子星的圖譜。

　　德國航空航天中心空間管理執行委員會成員沃爾特?佩爾澤表示：「eROSITA的X射線『眼睛』是有史以來最好的，它們獨特的集光區域、視野和解析度，使它們的靈敏度為上世紀90年代飛往太空的ROSAT望遠鏡的20倍。憑藉其增強的功能，eROSITA將幫助研究人員更好地了解宇宙的結構和演化歷程，並幫助釐清暗能量之謎。」

　　宇宙加速膨脹的「幕後黑手」

　　自大爆炸以來，宇宙一直在不斷膨脹。直到20世紀90年代，科學家們認為這種宇宙膨脹會減緩並最終停止。但索爾?珀爾馬特、亞當?里斯、布賴恩?施密特這3位科學家對超新星的觀測，推翻了這一看法。

　　三位科學家使用最先進的天文觀測工具對準了Ia型超新星——由密度極高而體積很小的白矮星爆炸而成。由於每顆Ia型超新星爆發時質量都一致，它們爆炸發出的能量和射線強度也一致，因此在地球上觀測Ia型超新星亮度的變化，可以準確推算出它們和地球距離的變化，並據此計算出宇宙膨脹的速度。

　　他們總共觀測了約50顆遙遠的Ia型超新星，並於1998年得出結論：宇宙的膨脹速度不是恆定的，也不是越來越慢，而是不斷加快。3人因此榮膺2011年諾貝爾物理學獎，而這個發現，被瑞典皇家科學院稱為「震動了宇宙學的基礎」。

　　諾貝爾物理學獎評審委員會認定，3名獲獎者的研究結果改變了人類對宇宙的認識。「發現宇宙擴張正在加速，令人驚異。如果擴張繼續加速，宇宙將以冰凍狀態終結。」

　　但這3位科學家也給世人留下了一個難題：為宇宙膨脹提供動力的「宇宙燃料」究竟是什麼？德國航空航天中心空間管理局eROSITA項目經理托馬斯?摩尼克說：「迄今未曾有人能夠回答這個問題，而且這種催化劑的成分未知，因此，它被簡稱為暗能量。現在，eROSITA將試圖追蹤造成這種加速的『幕後黑手』。」

　　星系團——暗能量的關鍵

　　目前，我們其實對宇宙知之甚少。質子和中子等普通物質僅占宇宙總質能的4%，只是「宇宙配方」的一小部分；其他96%的組成部分仍然是一個謎。 科學家們現在推測，其中26%是暗物質，另外70%是暗能量。

　　為了追蹤到暗能量的「蛛絲馬跡」，科學家們必須觀察到無比龐大且非常熱的物體。

　　摩尼克解釋道：「星系團由數千個星系組成，這些星系在一個共同的引力場內以不同的速度運動。在引力場內部，薄而熾熱的熱氣滲透進星系團內，熱氣會發射出X射線，因此，通過觀察X射線，我們可以追本溯源觀察到這些熱氣。而X射線正是eROSITA的『眼睛』所要尋找的。這些『眼睛』可以讓我們觀察星系團以及它們在宇宙中的移動方式，最重要的是它們的移動速度。我們希望，這些運動能告訴我們更多關於暗能量的信息。」

　　提供迄今最全宇宙熱物體目錄

　　科學家們不僅對星系團的運動模式感興趣，他們還想計算並繪製出這些結構的圖譜。eROSITA的X射線「眼睛」應該可以捕獲多達1萬個這樣的星系團，遠遠超出此前觀測的數量。此外，它還將觀察和識別其他熱現象，如活躍的星系核、超新星遺迹、X射線雙星和中子星等。

　　eROSITA包含兩個核心部件：光學器件和相關探測器。光學器件由7個並行排列的鏡子組成，每個鏡子的直徑為36厘米。鏡子收集高能光子並將它們聚焦到CCD X射線攝像機上，這些攝像機是eROSITA的第二個核心組件，也是同類產品中最好的。

　　eROSITA將每6個月對整個天空進行一次掃描，並在4年內創建一張深入而詳細的宇宙X射線圖。它將提供有史以來最全的宇宙熱物體目錄，從而提高科學家們對宇宙結構及其演化的認知。

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