空间和高能天文台
空间和高能天文台将仪器送入大气层之上，以观测大气层阻挡的波长，从紫外线到X射线和伽马射线，并避免大气层的模糊和背景干扰。
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Definition
空间和高能天文台是放置在地球大气层之上或之外，或深埋于地下和水下的天文设施，用于探测在地面无法获取或质量下降的辐射和粒子，特别是高能和紫外线天空。
Scope
该领域涵盖了在轨道及轨道之外承载望远镜的平台和航天器，X射线和伽马射线天文学的专用光学器件和探测器，紫外线仪器，以及多信使天文学的探测器，它们记录中微子、宇宙射线和引力波以及光。
Sub-topics
Core questions
- 为什么大部分高能和紫外线天空必须从太空观测？
- 当X射线和伽马射线无法正常反射时，如何对其进行聚焦或探测？
- 空间环境对仪器提出了哪些特殊要求？
- 多信使探测器如何将天文学扩展到光之外？
Key theories
- 大气不透明度
- 地球大气层几乎完全吸收紫外线、X射线和伽马射线辐射，因此这些观测宇宙的窗口只能从太空打开，或者对于最高能量的辐射，可以从地面间接观测。
- 掠射和编码孔径技术
- X射线仅在掠射角下反射，需要嵌套的反射镜壳，而伽马射线则通过编码掩模成像或在探测器中追踪，而不是传统聚焦。
- 高能发射过程
- 解释高能观测依赖于理解来自炽热和相对论性等离子体的同步辐射、逆康普顿散射和热轫致辐射。
Clinical relevance
空间和高能天文台揭示了黑洞、中子星、超新星遗迹、炽热的星系团内气体以及宇宙中最具能量的事件；它们与多信使探测器一起，开辟了观测宇宙的全新方式。
History
20世纪40年代的探空火箭首次到达紫外线和X射线天空，贾科尼（Giacconi）1962年的火箭飞行发现了第一个宇宙X射线源。从“乌呼鲁”（Uhuru）卫星开始的专用卫星，如哈勃和钱德拉等大型天文台，以及地面伽马射线和中微子探测器，此后共同构建了高能和多信使天文学。
Key figures
- Riccardo Giacconi
- Bruno Rossi
- Lyman Spitzer
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Seminal works
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Frequently asked questions
- 为什么X射线和紫外线天文学不能在地面进行？
- 地球大气层几乎完全吸收紫外线、X射线和伽马射线辐射，使其在到达地面之前就消失了，这对生命来说是幸运的，但却阻碍了望远镜观测这些波长。观测它们需要将仪器通过火箭、气球或卫星送入大气层之上。
- 为什么X射线不能用普通反射镜聚焦？
- X射线正面撞击表面时，大部分会被吸收而不是反射。它们只有在以非常小的掠射角掠过表面时才能有效反射，因此X射线望远镜使用嵌套的桶状反射镜壳，射线沿着这些镜壳掠过以汇聚到焦点。