宇宙刑警op，从宇宙的漆黑部分到太阳系天体，若何通过X射线获取要害信息？

人造重力版“星际飞船”设想：通过旋转的部分产生重力

重力问题仍旧是太空探索任务的一个绊脚石。为了解决这个问题，YouTube用户smallstars提出了“重力链星际飞船”（GLS）设想。GLS是SpaceX“星际飞船”的变种，能够提供人造重力。SpaceX是否对这一设想感兴趣，现在还是一个未知数。

　　随着人类对宇宙探索的不断深入，我们最先对种种天体的演化历程加倍领会，也对宇宙的组成有了清晰的轮廓。只管这个看似熟悉的宇宙仍然充满着诸多未知，但至少我们知晓了宇宙的大部门物质都是漆黑的，且无法通过现在的任何手艺实现对它的直接考察。那些组成行星或恒星的质子、中子和电子，都仅仅是宇宙质量和能量中极小的一部门，科学家们现在能做的就是通过X射线，去展现其余关于宇宙漆黑部门的隐秘。X射线天体物理学，不仅可以辅助我们领会自己身处的这个宇宙空间，更是物理学探索中至关主要的一个部门。那么，科学家们是若何通过X射线来考察宇宙的差别部门，以及我们太阳系中的各大天体？

　　X射线若何探测宇宙的漆黑部门 　　众所周知，暗能量和暗物质是宇宙中最大的两个部门，也是漆黑宇宙的主要组成。在宇宙的所有物质组成中，虽然人类现在对它们的领会相对较少，但可以确定宇宙的最终运气走向，便主要由这两种物质配合决议。在一样平常情形下，暗物质会将宇宙的漆黑部门群集在一起，而暗能量则往往会将它驱散，若要充实的领会这样的宇宙事宜，我们需要用到一切可能有利于考察的科学工具。在20世纪末的时刻，我们对宇宙的看法受到了很大的震惊，由于大爆炸之后的宇宙加速膨胀，其扩张的速率并没有随着时间而减缓。
　　宇宙的这种加速征象是一种神秘的暗能量形式，照样缺乏对于引力的明白？X射线天文学正在通过壮大的手艺研究星系团，以解决这个困扰已久的难题，而且，这些手艺现在正在接纳，在之后的时间里也会提出更多其他更好的方式。而宇宙的另一个主要未知物质，它的名字叫做暗物质。我们可以通过考察宇宙中现在已知物质的引力效应，从而推断出宇宙剩下的85%都是由不会发光的物质所组成，而且，它们拥有与恒星和行星完全差别的物质组成。科学家们可以通过X射线来研究暗物质在种种环境中带来的影响，以实现对遍布于宇宙中的这种神秘物质的性子有所收获。

　　行使X射线挖掘可考察的宇宙 　　若将宇宙的整个组成形容为一个馅儿饼，那么我们能用眼睛和望远镜所看到的一切，仅占有这个馅饼的5%左右，这个数据包罗了星际气体与灰尘、恒星和行星等所有可见部门。在发现暗物质之前，我们曾以为这5%即是整个宇宙的所有组成。现在，科学家们最先通过计算机、望远镜等先进的工具举行可考察宇宙中的探索，包罗哪些令人兴奋的物体、征象和事宜的信息，我们可以通过这些细小但主要的内容，窥探到更大的漆黑宇宙。在已经已往的十多年时间里，天文科学家们验证了X射线是宇宙探索工具箱的基本组成
　　部门，即一个宇宙中的许多波长 　　在可见宇宙的组成部门中，星系团算得上是最主要的结构，这些伟大的物体所包罗的单独星系甚至可以到达数千个。它们通过重力连系在一起，沉浸在伟大的热气云中，并被大量不能见的暗物质所群集。在钱德拉等X射线卫星的考察下，可以收集到这些热气体在差别温度下的辐射情形，其现实质量远超过该星系自己。由于星系团自己的质量和巨细，以及厚实的暗物质储量，让其成为了研究整个宇宙性子的名贵实验室。好比，宇宙中最重大的星团之一珀尔修斯集群，即是包罗了数千个星系、质量相当于数万亿个太阳的一个伟大星系团。整个集群的内部区域由于声波而被加热气体，阻碍了气体冷却以高速率的制造恒星，同时也说明晰在该系星的中央，存在一个相对细小但伟大的黑洞，由于它的控制局限远超出了星系局限内的气体加热和冷却。
　　当一颗恒星以猛烈爆炸的方式来竣事自己的生命之时，明亮的超新星也因此而发生，而且逾越了它们的“家庭”星系。在它们的生命演化周期中，恒星会将氦气和氢气转化为更庞大的重元素，然后在恒星爆炸的时刻漫衍到太空中。好比，我们地球上包罗生命在内的所有器械，实在都应该归功于上一代超新星的恒星消亡。那些超新星中的介入物质，

神秘宇宙森林：原始黑洞或能揭示暗物质本质

科学家进行了一项新研究，将目光聚焦可能在大爆炸后瞬间诞生的原始黑洞。他们分析了这些极端遥远类星体放射的光线与宇宙网之间的交互。宇宙网是一个由气体和暗物质“丝线”构成的网络，遍布宇宙的每一个角落。研究发现原始黑洞或能揭示暗物质的本质。

在X射线光中的发光时间甚至可以到达数千年，并在这个历程中向敏感的X射线望远镜通报它们的隐秘信息。好比，科学家们考察到的银河系中最年轻的超新星遗迹Cassiopeia A（简称Cas A），在钱德拉的图像中，蓝色的纤细弧线出现了爆炸所发生的膨胀冲击波发生了加速，而其中绿色和红色的区域，则显示了那些被损坏、且已被加热至数百万度的恒星物质。
　　或许你有所不知，在最近的四周宇宙中，约莫有一半的重子物质都处于下落不明的状态，也就是所谓的中子和质子，存在于早期宇宙中的它们去了那里呢？关于这个问题的谜底，其中有一个这样相对最合理的推论，即：那些缺失的中子，成为了一个极端涣散的“网状气体云系统”的组成部门，介入了星系和星系团的形成。而检测这些缺失的重子有一个最好的方式，那就是它们微弱却而已被考察到的X射线特征。好比，被探测到的Mkn 421X射线吸收征象，若该星系际X射线吸收云的巨细和漫衍都具有代表性，那么，该光谱就可以证实宇宙中的大部门原子和粒子都位于我们难以看到的宇宙网中。

　　来自太阳系物体的X射线辐射 　　只管太阳系中的彗星、卫星和行星的温度，远低于发生宇宙X射线应该具备的温度条件，但科学家们已经发现这些较冷天体发生X射线的差别方式，这些来自太阳系物体的X射线辐射，为科学家们提供了其他望远镜难以获取的许多主要信息。在地球延伸的外层大气中，地冕中的氢原子与碳、氧和氖离子之间发生碰撞，然后便有了地球的地冕X射线证据。科学家们将这个历程称为电荷交流。当大气中电子的中性原子和太阳风中的粒子之间发生交流，移动到更紧凑轨道的电子会发射出X射线，而这些X射线的能量，便即是电子轨道能量状态的差异。 　　科学家们可以行使电荷交流历程中碰撞能量的X射线光谱，与具有敏感X射线光谱仪的其他历程区分开来。在整个太阳能系统中，都运行着这样的电荷交流历程，且对于彗星而言尤为主要。我们都知道，在彗星的周围布满了灰尘和气体云，研究人员对彗星大气中电荷交流所引起的X射线举行研究，可以提供彗星旋转和彗星大气结构的信息，以及太阳风中存在元素的主要提醒。而在不远的未来，科学家们需要进一步探测太阳系中、恒星周围数百颗彗星聚集中的X射线，那些相对年轻的恒星具有更强劲的恒星风，因而成为了最好的探索目的选择。
　　从位置上来说，金星和地球处于相对的偏向，因而来自金星和某种程度上的地球X射线，都是由于太阳X射线照射到大气中的荧光，金星的钱德拉图像出现出了半月牙的外观。在行星外面上方约莫120公里的地方，被吸收的太阳X射线将电子从原子内部推出，从而将原子引发到了更高能级，恢复低能状态的原子发出了荧光X射线。而来自火星大气中氧原子的荧光X射线，与金星上的具有很高相似性，即使是伟大的沙尘暴也不会对X射线的强度带来任何转变。而那些位于火星外面7000公里左右的地方，也探测到了微弱的X射线光环，它们的存在可能与火星懦弱的极端高层大气和太阳风电荷的交流历程有关。 　　木星因自身存在的壮大磁场，总能以差别的方式发生X射线的环境，好比，当那些来自太阳的高能粒子被捕捉，便会在其磁场中加速，直到到达极性区域发生X射线。它们会和木星大气中的原子发生碰撞，在木星的北极和南极四周都具有强烈的X射线浓度，而弱赤道X射线发射，则可能是受到了太阳X射线的反弹。同时，由于月球外面也受到了来自太阳的X射线影响，导致来自月球的X射线是由于“荧光”而发生。当月球外面上的原子吸收了太阳X射线，电子会从原子内部撞出、并引发更高的能级。随着荧光X射线的发射，原子险些马上就恢复到了较低能量时的状态，并以类似的方式，紫外光发生了荧光灯一样平常的可见光。由于荧光X射线原子的独特性，科学家们可以行使这种X射线来探测其中存在哪些元素。