9 月6 日，一顆新衛星離開地球，向我們展示了宇宙中熱等離子體流的運動情況。其返回的數據將揭示黑洞附近的物質和能量流以及宇宙的元素構成。X射線成像和光譜任務（XRISM）衛星從日本種子島航天中心發射升空，它將以前所未有的精度探測X射線波長，以窺探星系團的核心，揭示黑洞和超新星的工作原理，並告訴我們宇宙的元素構成。

9 月6 日發射的X 射線成像和光譜任務（XRISM）衛星旨在利用先進的X 射線探測技術探索宇宙中的熱等離子體流。(XRISM在太空中的概念圖）圖片來源：JAXA

XRISM，發音為”crism”，是日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）和美國國家航空航天局（NASA）的一項合作任務，歐洲航天局（ESA）也參與其中。

XRISM 與現有X 射線望遠鏡的不同之處在於它具有分辨不同顏色X 射線光的獨特能力。這將為科學家們提供大量信息。它配備了一種新型儀器，可以通過微小的溫度變化探測X 射線。它將能夠識別所觀察物體中存在的化學元素，如鐵、鎳、氧或矽，以及它們的豐度。XRISM 還能讀取氣體運動的速度。

芝加哥大學天體物理學家伊琳娜-茹拉夫列娃（Irina Zhuravleva）說：”有了XRISM，我們將對炙熱而充滿能量的宇宙有一個全新的認識。我們將以前所未有的細節觀測恆星爆炸、黑洞與其宿主星系的相互作用以及星系團的劇烈合併，但最令人興奮的是，新任務總是伴隨著意想不到的發現。”

英仙座星系團（左）和室女座星系團（右）一直以來都是科學家們感興趣的星系團。XRISM 將以這些過去的觀測（如上圖錢德拉X 射線天文台拍攝的圖像）為基礎，以便更好地了解這些大質量天體中的物理現象。資料來源：NASA/CXC/斯坦福大學/I.Zhuravleva 等人

探測極端現象

X 射線是由太空中一些能量最強的極端現象產生的。這些現象包括恆星爆炸、圍繞超大質量黑洞旋轉的物質以及星系團的合併–星系團是宇宙中最大的天體，其中包含數以千計被引力捆綁在一起的星系。

芝加哥大學的科學家們將對首次觀測到的幾個大質量星系團和星系群進行分析。其中一個大問題與位於星系團中心的超大質量黑洞有關。科學家們知道，這些黑洞會向周圍環境釋放能量，從而調節恆星的形成速度。但這些黑洞究竟是如何與其宿主星系相互作用的，仍然是一個未解之謎。

伊琳娜-朱拉夫列娃圖片來源：攝影：Jean Lachat

“迄今為止，我們都是通過’靜態’成像數據來研究這些相互作用的物理學原理，”克萊爾-布特-盧斯（Clare Boothe Luce）天文學和天體物理學助理教授伊琳娜-茹拉列娃（Irina Zhuravleva）解釋說。”通過XRISM，我們將測量超大質量黑洞驅動的氣體運動速度，並研究不同氣體和金屬的混合情況。”

對星系團的外部區域進行類似的測量也將揭示宇宙中能量是如何傳遞的。

此外，XRISM 還將精確測量不同化學元素的豐度以及星系內外的金屬分佈，從而揭示是哪類爆炸恆星造成了宇宙目前的化學構成。

太空研究的新領域

由於地球大氣層會阻擋X 射線，因此這些觀測必須從太空中進行。從太空發射衛星並控制所有儀器是一項非同尋常的挑戰。此前曾三次嘗試發射和運行類似衛星，但都以失敗告終；科學家們希望第四次發射能夠取得成功。

XRISM衛星發射後將進行測試和校準，以確保所有儀器都能在今年晚些時候開始觀測計劃。

“XRISM將開啟高分辨率X射線光譜學的新紀元，”Zhuravleva說。”我們對這次任務感到非常興奮，並準備分析備受期待的數據”。