UNH Today

有时你必须去地球的最极端的地方去研究太空中最极端的现象.

Fabian Kislat, UNH professor of physics, 最近和一个国际研究小组在南极洲呆了两个月，研究银河系中的中子星. 经过一系列的天气延误，在麦克默多站附近的冰面上, 基斯拉特和他的团队发射了一个科学气球，气球上携带着一架望远镜，瞄准银河系中两颗明亮的中子星——Vela X-1和GX 301-2——以了解更多澳门葡京网赌游戏这些有趣的太空物体的信息.  

A neutron star is very compact and dense, 也许只有7英里宽，但质量比太阳还大，磁场也很强. Sometimes, as is the case with Vela X-1 and GX 301-2, 这些中子星与另一颗巨大的恒星在一个近距离的轨道上存在，这颗恒星会发射出类似太阳风的带电粒子流. 这些粒子聚集在中子星的表面是因为它们的磁场——强大到足以从巨大的恒星中吸引出几乎恒定的粒子流.  

“宇宙中一些最强的磁场是在中子星周围发现的，大约比地球磁场强12个数量级,” Kislat explains. “They’re fascinating, 这项研究将帮助我们了解物质和辐射在这些极端磁场中的行为,” he adds.

Neutron stars are somewhat difficult to study; they’re thousands of light years away from Earth and they’re small, 所以即使是最好的望远镜也只能捕捉到它们发出的一点光. They emit more X-rays than normal stars, though, 这有助于科学家区分两者吗. 这些x射线在不同方向的平面上振荡，这种现象称为偏振. The mission’s 27 ft., 3,500 lb. telescope, dubbed X-Calibur, 目的是测量两颗中子星发出的x射线的偏振，以更准确地评估它们的几何形状和行为.

“这项研究将帮助我们了解物质和辐射在这些极端磁场中的行为."

X-Calibur团队，由来自 Washington University in St. Louis, 之所以选择南极洲作为发射地点，很大程度上是因为极地风每12天左右在南极洲上空进行一次完整的旋转. 该团队预计，该望远镜将在海上停留至少一周，甚至可能更长时间来记录数据. 这将给该设备充足的时间来捕获确定船帆X-1和GX 301-2的x射线偏振所需的数据.

然而，科学实地研究并不总是按计划进行. 气球让X-Calibur在空中飞行了三天，然后迅速下降，并在几小时后降落在欧洲大陆的12公里外,000 ft. 冰川，使得望远镜很难取回. X-Calibur在飞行过程中将数据发送给了团队, 因此，团队成员能够在不需要亲自访问望远镜的情况下挽救任务期间收集的信息. 没有人完全确定是什么原因导致了快速下降, 但基斯拉特说，他怀疑气球有漏洞. Despite the brevity of the flight, 基斯拉特说，他们可能有足够的数据在未来几个月得出一些结论.

The lead-up to the launch in Antarctica was a long time in the making; Kislat has been involved in various aspects of the X-Calibur mission since 2012 during his post-doctoral position at Washington University in St. Louis. 从编写飞行软件和数据采集到硬件集成, testing the detector, and developing data analysis methods, Kislat has worked on most aspects of the mission.

“我喜欢这个项目本身的地方在于，它将基础物理研究和天体物理学与制造和发明用于这项研究的仪器相结合,” he says. “It’s a very creative process in many ways.”

该团队在萨姆纳堡的美国宇航局科学气球飞行设施进行了几次试飞, New Mexico, before heading to the South Pole. 在南极洲执行最后一次任务为基斯拉特提供了一次完全独特的经历. “这是一个不同于世界上任何其他地方的地方——不仅仅是因为它很冷，你在冰上，没有植物，动物也很少,” Kislat says. “你在麦克默多站发现的科学界与你在其他地方可能遇到的科学家非常不同. 每年都有人因为热爱这里而回到这里工作, and they’re a tightly knit community,” he adds.

目前还不清楚基斯拉特是否会在不久的将来返回南极洲, 他目前正在与X-Calibur任务团队合作，为一个更大的项目制定一个新的项目提案, 更灵敏的望远镜将有一个大得多的反射镜. 虽然更大的望远镜可能意味着更好的数据，但也要考虑重量. 一个科学气球只能承载这么多的重量，并且仍然达到必要的高度来记录云以上的数据, Kislat says. 目前正在讨论该项目提案的工程方面以及对x射线探测器的改进.  

X-Calibur项目的资金是由美国宇航局和华盛顿大学的麦克唐奈空间科学中心提供的. Louis.