在X射线能段给月亮拍照,非常困难。太阳发出的X射线能激发月面元素产生X射线荧光辐射。由于不同元素的X射线特征能量是不同的,通过研究月面不同能量的X射线图像,可揭示多种元素在月面的分布。
然而,X射线辐射无法穿透地球大气层,因此无法在地面探测。另一方面,X射线很难被聚焦成像,一般只能利用掠入射聚焦,造成X射线望远镜的视场很小,通常只有20角分左右,不能覆盖整个月亮。
为此,科学家通常使用X射线卫星,在大气层外进行观测,但是至今尚未成功拍摄到完整的X射线满月图像,月球就像被蒙上了一层神秘面纱。
今年处于太阳活动峰年,太阳耀斑频繁爆发。当有太阳耀斑发生时,太阳的X射线流量会急剧增高,能谱变硬,月面的X射线辐射也会随之增强。这给拍摄月面X射线照片提供了有利条件。
今年中秋节恰逢月亮处在地月轨道的近地点附近,距地球仅357400公里,因此,此时月亮比普通满月面积约增大14%,而且亮度更高,因而被称为“超级月亮”,这也是天文观测的好时机。
不过,要拍摄“超级月亮”的完整X射线照片,需要满足以下条件:
卫星需要有对月跟踪能力,即根据月球星历,随时调整望远镜指向,使月球一直处在视场中心。
望远镜要有足够大的视场(视场直径至少要大于33.4角分),这样才可能拍摄到完整的月球照片。
望远镜要有较高的角分辨,这是拍到清晰图片的重要前提。
“超级月亮”的可见光辐射很强,探测器前方需要有较厚的遮光膜遮挡可见光,同时要能透过X射线。
探测器能量分辨要好,这样才能得到不同元素的X射线荧光图像,进而研究各元素的月面分布。
历史上,只有两颗卫星,即德国ROSAT和美国Chandra,对月面成功进行了成像观测。
“风行天”此次在中秋节这一特别的时间段对满月进行了X射线观测,并成功传回清晰的月面X射线照片,从另一个视角分享中秋赏月的乐趣。
与国际上在轨运行的其他X射线卫星相比,“风行天”的成像视场很大,可以把“超级月亮”一览无余。
爱因斯坦探针卫星首席科学家、中国科学院国家天文台袁为民介绍,超强的X射线探测能力使得EP卫星有着广泛的探测目标和应用前景。“风行天”所拍摄的这些月面X射线图像,对开展月球相关科学研究具有重要价值。(据央视报道)


