HXMT 望遠鏡衛星 —— 宇宙で最も賢い「目」

最近、我が国のInsight-HXMT衛星チームは、Swift J0243.6+6124という番号の付いた中性子星X線連星で、最大146keVのエネルギーを持つサイクロトロン吸収線を発見しました。対応する中性子星の表面磁場の強度は16億テスラを超えます。科学者らによると、インサイト-HXMT衛星が宇宙で最も高いエネルギーのサイクロトロン吸収線と最も強い磁場を直接測定した世界記録を大幅に更新したのは、2020年に宇宙で最も強い磁場である約10億テスラを直接測定したのに続き、今回が2度目となる。

降着パルサーを観測するInsight-HXMT衛星の芸術的な画像

（画像提供：中国科学院高エネルギー物理研究所）

Insight-HXMT衛星が世界記録を破ったのはなぜですか?なぜそれを構築するのでしょうか?他の天文衛星と比較した特徴や画期的な点は何でしょうか?今日は、調べてみましょう。

1. Insight-HXMT衛星とは何ですか?

ブラックホールや中性子星などの高エネルギーコンパクト天体の基本的な物理的特性と、それらが周囲の空間と時間に与える影響を研究するために、中国科学院高能物理研究所、中国航空宇宙科学技術公司第五科学院などの組織は、わが国初の宇宙X線天文衛星であるインサイト硬X線変調望遠鏡（HXMT）衛星を開発しました。これは中国初の宇宙X線天文衛星であり、2017年6月15日に打ち上げられた。

HXMT 発射場 (写真提供: Insight—HXMT)

主に衛星プラットフォームとペイロードで構成され、総重量は約2,500kgです。高度550キロメートル、傾斜角43度の地球近傍円軌道で運用される。高エネルギーX線望遠鏡、中エネルギーX線望遠鏡、低エネルギーX線望遠鏡の3つの宇宙望遠鏡を搭載しています。

2. Insight-HXMT 衛星を建造する理由は何ですか?

宇宙天体望遠鏡は実際に人類に宇宙を探索する窓を開きました。人類はこの分野を開拓した後、私たちがよく知っているハッブル天文衛星をはじめ、さまざまな天文衛星を打ち上げました。中国は宇宙大国として、その力を生かして航空宇宙分野の科学を推進し、宇宙での基礎研究を実施したいと考えている。インサイト硬X線変調望遠鏡（HXMT）衛星が誕生し、中国の人々にとって宇宙探査の画期的な進歩となった。

ハッブル望遠鏡（画像提供：NASA）

宇宙では、物質が高密度の天体の重力に捕らえられると、螺旋運動をしながら中心の天体に向かって落下し、速度が増して温度が上昇し、最終的には通常のX線よりもエネルギーの高い強力な硬X線を放射します。 X線は透過力が強いのですが、地球の大気圏を透過できないため、天体からのX線を検出するには地球の大気圏外に出なければなりません。

HXMT 衛星の目的は、中性子星やブラックホールなどの天体からの X 線を受信することです。科学者たちは、まだ発見されていないブラックホールや中性子星を発見すると同時に、すでに知られているブラックホールや中性子星を観察し研究することで、ブラックホールや中性子星に関する知識を広げたいと考えています。

3. Insight-HXMT衛星の強みは何ですか?

硬X線変調望遠鏡（HXMT）衛星は、エネルギー範囲、検出領域、エネルギー分解能の点で明らかな総合的な利点を備えています。これにより、国内外の科学者に大量の高品質観測データが提供され、中国は広大な天空の高感度迅速調査、ブラックホールや中性子星などの天体の硬X線の急速な光変化の研究、激しい高エネルギー爆発現象の監視などの分野で国際的に先進的なレベルに到達することが可能となる。

1. エネルギーカバーエリアが広い。まず、このX線装置は1keVから約300keVまで比較的広い範囲をカバーしており、エネルギーカバー範囲は基本的に300倍です。 3000keVまでのガンマ線バーストを検出する機能を追加すると、カバー範囲は3000倍になります。これほど広い光子カバー範囲を持つ衛星はほとんどありません。

2. 機器の幾何学的面積は大きい。たとえば、高エネルギーバンド機器の幾何学的面積は 5,000 平方センチメートルに達し、これはこのエネルギーバンドで最大の面積です。

3. 望遠鏡は視野が広い。例えば、これまでの天体望遠鏡やX線望遠鏡では困難だった中性子星やブラックホールの非常に高統計的、高帯域な研究を行います。視野が比較的広く、領域も比較的大きいため、天の川銀河内の弱い源の変化に対してより敏感になります。そこで私たちは、時間とともに変化する比較的暗い天体を探すために天の川銀河を調査します。これは天の川銀河の中性子星とブラックホールを理解する上で非常に重要であり、天体物理学の研究に適しています。

外国のX線衛星と比較すると、Insight-HXMT衛星は上記の多くの点で利点があります。これは、ブラックホールや中性子星における硬X線の急激な光の変化の観測とエネルギースペクトルの研究に新たな窓を開きます。同時に、私たちは今後の科学研究でさらに予想外の成果が得られることを期待しており、HXMT がさらに予想外の驚きをもたらしてくれることを期待しています。

制作：中国科学普及協会

著者: 中国科学博覧会

プロデューサー: 中国科学博覧会