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  • 空间天文观测

    空间天文观测是指在距地面几十公里的高空到地球大气层外的太空进行的天文观测,主要利用近地轨道卫星和观测。的深空测量也提供了太阳风、耀斑粒子发射和太阳磁场等方面的新知识。60年代以来,随着观测仪器灵敏度和分辨率的提高以及卫星姿态控制技术和数据传输能力的发展,对天体的观测已从太阳观测扩大到对银河系辐射源和河外辐射源的紫外、X射线、γ射线观测。空间天文观测不但有力地推动了太阳物理、行星物理、恒星和星系物理的发展,而且促进了新的天文学分支──空间天文学的形成。

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    正文/空间天文观测 编辑

      在距地面几十公里的高空到地球大气层外的太空进行的天文观测。空间天文观测按观测手段分为气球观测、火箭观测、卫星观测和其他航天器观测,而按观测对象或波段则分为空间太阳观测、紫外天文、X射线天文、γ射线天文和红外天文观测等。空间天文观测与地面天文观测相比的优越性在于:突破了地球大气层对天体辐射的阻挡和对观测分辨率和灵敏度的限制,可实现全波段、高灵敏度和高分辨率的观测,还可以利用航天器对太阳系内的天体就近观测。在航天器出现以前,人们用火箭气球进行空间天文观测。1946年美国用 V-2火箭获得第一张紫外光谱照片,1948年首次用火箭测到太阳 X射线,1956年利用气球发射的固体火箭观测到太阳耀斑爆发的X射线。美国于1960年和1962年先后发射“太阳辐射监测卫星”(Solrad)系列和“轨道太阳观测台”(OSO)系列,对太阳短波辐射进行有计划的长期观测。60年代以来,随着观测仪器灵敏度和分辨率的提高以及卫星姿态控制技术和数据传输能力的发展,对天体的观测已从太阳观测扩大到对银河系辐射源和河外辐射源的紫外、X射线、γ射线观测。空间天文观测不但有力地推动了太阳物理、行星物理、恒星和星系物理的发展,而且促进了新的天文学分支──空间天文学的形成。
      空间太阳观测  主要利用近地轨道卫星和航天站观测。空间探测器的深空测量也提供了太阳风、耀斑粒子发射和太阳磁场等方面的新知识。“太阳辐射监测卫星”2号主要用于监测来自整个太阳圆面的紫外和X射线的通量变化。“轨道太阳观测台”8号观测太阳的紫外、X射线和γ射线,研究太阳结构动力学、化学成分、太阳活动的长期变化和快速变化。1973年美国 “天空实验室”的航天员在空间操纵“阿波罗”望远镜,对太阳色球和日冕进行了高分辨率的电视和照相观测,获得各种太阳活动条件下的太阳照片
      随着观测分辨率的提高,空间太阳观测已着重观测太阳精细结构和局部区域的快速变化,特别是耀斑爆发现象。1980年美国发射的“太阳峰年观测卫星”(SMM)首次发现太阳的紫外、红外和可见光总辐射流随时间有缓慢升降。1981年日本“雏鸟”号卫星记录到约 500个耀斑爆发,还发现个别耀斑辐射流的超精细时变结构。
      紫外天文观测  除早期的火箭和卫星进行的紫外背景测量外,1968年发射的“轨道天文台”2号卫星首先揭示了紫外天空图像,奠定了紫外天文学基础。根据这项观测结果发表了第一个恒星紫外观测巡天星表。70年代,“荷兰天文卫星”(ANS)和“国际紫外探险者”卫星(IUE)进行了紫外光谱的多普勒频移观测,后者还对X射线源和可能是黑洞的天体作了紫外观测。“轨道天文台” 3号卫星、“特德”1A号卫星(TD-1A) 、“天体紫外辐射分析卫星”(Aura)等的观测也推动了紫外天文学的发展。
      X射线天文观测   1962年用火箭观察到第一个非太阳X射线源──天蝎座X-1。60年代,火箭观测确认了约30个X射线源。1970年发射的第一个X射线观测卫星──“小型天文卫星”(SAS)1号(又名“乌呼鲁”号卫星)已能观测到低强度的X射线源,使发现的X射线源数目增加到约160个。根据卫星观测结果发表了“乌呼鲁”X射线源表。此后,“小型天文卫星”3号、“荷兰天文卫星”等的观测,使X射线源增加到400多个,并发现一批X射线爆发源,获得弥漫X射线背景和某些分立源的能谱。
      1977年和1978年先后发射了“高能天文台”1号和2号卫星。1号的探测器阵的灵敏度约比“小型天文卫星”1号高7倍,探测结果使X射线源增加到1500个左右。“高能天文台”2号采用掠射式X射线望远镜,灵敏度比“小型天文卫星”1号约高1000倍。在已观测的 3000多个天区中的每个天区至少记录到一个X射线源,获得许多重要的发现。
      γ射线天文观测  γ射线天文观测比 X射线观测发展较迟,原因是可观测的γ射线流量低,仪器背景高,至今还没有能够确定γ射线源位置的仪器。通过“轨道太阳观测台”3号卫星、“小型天文卫星”2号、“维拉”号卫星、“宇宙线观测卫星”(COS)B号和高空气球的观测,已获得γ射线背景能谱,发现了与银河结构有关的非各向同性γ射线辐射、一批宇宙γ射线点源和宇宙γ射线暴,但尚无法精确确定γ射线暴的位置,而只能粗略地测定其方向。
      红外天文观测  空间红外天文观测始于60年代后期。70年代后期在4、11和20微米波长发现约 3000个红外源。1983年 1月发射的第一颗红外天文卫星发现了数十万新红外源,推动了红外天文学的发展。(见红外天文卫星)。

     

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