天文卫星之二——XMM-Newton
编译：
Shea
XMM-Newton是欧洲空间局“地平线2000”计划中四个探测器中的第二个。其中XMM是X-ray Multi-Mirror Mission的缩写，意为X射线多重镜面任务。原定发射时间2000年1月21日，实际发射时间为格林尼治时间1999年12月10日14:42。它携带有两种独特的设备：具有不同X射线探测器的三个沃尔特1型X射线望远镜，以及在焦平面上装有微通道板前置放大CCD的30厘米光学/紫外望远镜。因此，XMM-Newton同时具有了探测X射线和可见光/紫外线的能力。
XMM-Newton携带的3种科学仪器：
1.欧洲光子成像照相机（European Photon Imaging Camera，EPIC）
3台CCD照相机用于X射线成像，中分辨分光以及X射线测光。同时，EPIC照相机有两种类型：MOS（金属氧化半导体）和pn。XMM-Newton携带了2台MOS照相机和1台pn照相机。这两种EPIC有着本质上的不同。这不仅表现在MOS芯片组与pn芯片组几何形状上的不同，二者两种芯片的读出速度也不相同。pn芯片组的读出速度要快得多。MOS由7块独立识别、前端照亮芯片组成，且每一块CCD芯片都不共面。pn芯片组则是由在同一平面内的12块CCD芯片组成。
2.反射光栅分光仪（Reflection Grating Spectrometer，RGS）
2台用于高分辨率X射线分光仪和分光光度仪的本性识别分光仪。
3.光学监视器（Optical Monitor，OM）
用于可见光/紫外成像和棱栅分光仪
3台EPIC照相机和2台RGS分光仪位于X射线望远镜的焦面上，而OM则有自己的望远镜。
插图说明：XMM-Newton有效载荷图。镜面舱，其中两个装备了反射光栅阵，位于左下角。右侧则是X射线仪器：EPIC的MOS型照相机（图中可见其黑/绿色喇叭状的散热器），紫色的pn照相机，以及粉色的RGS探测器。OM望远镜（橙色）则被镜面舱部分地遮盖。
XMM-Newton的特点：
·可同时使用所有的科学仪器
如果目标的亮度在允许范围之内，XMM-Newton上的6台科学仪器可以同时运转。
·高灵敏度
XMM-Newton上的X射线望远镜有着X射线调焦望远镜中最大的有效面积：镜面总有效面积相当于1KeV，每台望远镜1550平方厘米，总共4650平方厘米。
·良好的角分辨率
XMM-Newton的高灵敏度得益于其每台X射线望远镜的58块嵌套式反射镜。其点扩散函数的半峰全宽为6"。
·中等以及高光谱分辨率
EPIC具有中等的光谱分辨率。RGS则有着较高的光谱分辨率，分辨本领为200-800
·可同时进行可见光/紫外观测
OM可见光/紫外望远镜使得通过X射线望远镜监视并且识别X射线源成为可能，而且可以对X射线源的周围区域进行成像
·具有长而连续的目标能见性
一个长椭圆轨道使得XMM-Newton对同一目标具有超过40小时的观测时间。这对研究X射线源的变化十分的有利。
在2000年12月6日举行的XMM-Newton发射一周年的新闻发布会上，公布了一些XMM-Newton的发现：
1.星系团
致密星系团在其中心可能有一个巨大的星系，它们靠彼此间的引力维系在一起。其间充满着温度高达1000万度的发射X射线的气体。用以研究这些气体的物理性质以及它们在星系团的形成和演化中所起作用的主要仪器是X射线分光仪。XMM-Newton的目标包括许多星系团，有阿贝尔S1101，阿贝尔1835和阿贝尔1795。
左上角是由XMM-Newton的EPIC-MOS所拍摄的阿贝尔S1101的X射线图像。分析表明在星系团的边缘温度出现急剧的下降，这可能与星系团过渡到超星系团有关。J. Kaastra，荷兰空间研究所组织。
右面中间的图片显示在星系团的中央存在较冷的气体。使用XMM-Newton的EPIC-RGS在阿贝尔1835中也研究了这一现象。对较冷气体相对的X射线辐射及其分布的研究表明，传统的冷却流动模型已不再适用，需要新的理论模型。J. Peterson，美国哥伦比亚大学。
左下角是阿贝尔1795的照片，使用XMM-Newton的RGS对它的大尺度进行了测量。T. Tamura荷兰空间研究所组织。
2.超新星遗迹N132D
超新星遗迹N132D是大麦云中最亮的X射线源之一。使用RGS以及EPIC，XMM-Newton获得了这个超新星遗迹的高分辨率X射线光谱。EPIC-MOS的照片显示了9种不同元素的分布，同时可以发现或多或少的电离区。在这个超新星遗迹的东北面富含氧。这可能是相对较冷的气体，或者是超新星的激波与含氧的星风互相作用的结果。E. Behar，美国哥伦比亚大学。
3.后发星系团
后发星系团总计包含有上千个星系。这张图片由12张EPIC-pn照相机拍摄的照片拼接而成。这个星系团被用来证明XMM-Newton具有对巨大的延展X射线源成像的能力。
下方是一张后发星系团内部区域温度分布图。U. Briel，马普研究所。
4.M87
XMM-Newton对巨大的椭圆星系M87的星系核以及喷流进行了光谱分析。
左上角是EPIC-pn拍摄能量范围为0.5-2KeV的M87的照片。显示M87有一个几乎球对称的星系晕。H. Bohringer，马普研究所。
右上角是EPIC-MOS的合成照片，显示了M87的旋臂。E. Belsole，法国Service d'Astrophysique。
底部的EPIC-MOS显示了M87的平均能量级。E. Belsole，法国Service d'Astrophysique。
译参考资料 XMM-Newton Users' Handbook (Issue 1.2)
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