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来源:中国科学院紫金山天文台 发布时间:2022/11/22 17:14:11
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“夸父一号”(ASO-S)卫星载荷“硬X射线成像仪”(HXI)首图发布

 

2022年11月21日下午,“夸父一号”(ASO-S)载荷“硬X射线成像仪”(HXI)首图发布会在中国科学院紫金山天文台举行,会议同时向全国太阳物理同行网络直播。

“夸父一号”卫星的全称为“先进天基太阳天文台”(ASO-S),于2022年10月9日在酒泉卫星中心成功发射。作为中国首颗综合性太阳探测卫星,“夸父一号”卫星的科学目标瞄准“一磁两暴”,即同时观测太阳磁场及太阳上两类最剧烈的爆发现象―耀斑和日冕物质抛射,研究它们的形成、演化、相互作用和彼此关联,同时为空间天气预报提供支持。作为卫星三大载荷之一的“硬X射线成像仪”,由中国科学院紫金山天文台牵头负责研制,承担着“一磁两暴”中观测太阳耀斑非热辐射的任务。

ASO-S卫星工程首席科学家甘为群主持了发布会。在发布会上,HXI载荷主任设计师张哲首先介绍了ASO-S卫星和HXI载荷的设计、研制、发射及在轨早期梗概,然后详细展示了卫星入轨一个多月以来HXI载荷开展的各项在轨测试和定标工作,结果表明HXI载荷状态正常,各项功能性能均满足设计指标要求,已顺利投入科学观测活动,后续将继续配合科学需求,做好仪器功能性能的进一步优化。

图 1. HXI观测到的一个太阳耀斑,是一个较小的C级耀斑,发生在2022年10月22日。此图为HXI分析软件测试版中的耀斑光变。

图 2. 左图展示了2022年11月11日01时发生的一个耀斑图像,背景是SDO卫星拍摄的AIA 1700 Å图像,叠加的等值线为HXI两个能段的成像(25-30和30-35 keV,注意这里的图像尚未进行光栅定标,位置为平移对齐,但图像和太阳自转轴的倾角以及平台抖动带来的影响均已修正),可以看出经典的双足点源结构,且其中一个在高能具有精细的双源结构;右图显示了该耀斑在全日面图像上的位置。

图 3. HXI观测到的2022年11月11日03时耀斑的光变(左)及成像(右)。左图分别展示了全开探测器、背景探测器的光变和10-300 keV的动态能谱图,右图为峰值期间AIA 1700 Å图像和叠加的HXI 25-30 keV的硬X射线源。两者的一致性充分说明HXI优异的成像性能和成像算法的正确性。

随后,HXI载荷数据科学家苏杨就HXI在轨观测数据及结果进行了详细解读。首先介绍了HXI的科学目标、性能参数、数据特点,科学团队在发射前、后的一系列数据、软件、算法、模拟方面的准备工作,然后重点介绍了HXI开机以来数据的处理分析和成像结果。通过对比11月11日爆发的“双十一”系列耀斑的HXI数据和SDO/AIA图像,表明HXI各项功能指标达到预期目标,准直器性能、对齐精度、指向镜数据、探测器性能、成像算法、修正算法、能量定标算法均达到理想的效果。更重要的是,在准直器前后1.2米距离上最难对齐的36微米节距光栅子准直器(最高分辨率达到3.2角秒)在成像中也表现突出,这是很难得的一点。这说明在尚未进行光栅定标的情况下成像的优越性能已经超过HXI团队的预期,未来在进行详细的光栅子准直器定标后预计会达到更好的成像质量。

卫星工程首席科学家甘为群总结,卫星发射才42天,HXI开机不足34天,其硬件团队就完成了绝大部分的在轨测试工作,证明了HXI在轨性能几乎完美地达到了预期的各项技术指标,为科学团队出成果创造了绝佳条件。HXI科学团队这段时间夜以继日,加班加点,由于准备充分,在HXI开机的第20天逮到第一个M级耀斑的当晚就获得了首幅太阳硬X射线图像。经过多方比对并经后续观测反复确认,这是我国首次获得太阳硬X射线图像,也是当下国际上地球视角唯一的太阳硬X射线像,其图像质量达到了国际先进水平。硬X射线成像原理与普通光学成像不同,除了精密的“光学系统”,还需要后端的成像算法等一系列的处理。今天的结果展示,虽然只有几张图,但却代表着0到1质的提升。尤其是HXI硬件团队与科学团队的紧密合作,堪称ASO-S卫星工程的楷模。甘为群希望,在接下来的ASO-S卫星另两个载荷FMG和LST首图发布中能有新的惊喜。

ASO-S科学应用系统指挥(代理)、科院紫金山天文台副台长范一中最后代表台领导对HXI团队取得的成就表示热烈祝贺,也衷心感谢在长达数年的HXI载荷研制过程中,团队成员的辛勤付出和忘我的工作精神,希望在接下来的在轨测试优化和科学观测中继续发扬团结协作传统,精心策划,争取早出成果、出好成果、出大成果。

 
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