中秋揭开月亮神秘面纱：中国空间望远镜首次拍摄完整月亮X光片

中国青年报客户端北京9月17日电（中青报·中青网记者 邱晨辉）今天是中秋佳节，中国科学家用另一种方式揭开月亮神秘面纱，与大家“共赏一轮明月”。北京时间9月17日，中国科学院高能物理研究所科研团队利用年初发射的“爱因斯坦探针”卫星上搭载的“风行天”空间X射线望远镜，从太空传回完整的X射线满月图像——这是中国科学家首次用自己研发的空间望远镜观测得到的完整月亮的X光照片。

“风行天”X射线望远镜中秋节拍摄的月球X射线图像。受访者供图

据“风行天”空间X射线望远镜负责人、中国科学院高能物理研究所研究员陈勇介绍，太阳发出的X射线能激发月面元素产生X射线荧光辐射。由于不同元素的X射线特征能量不同，通过研究月面不同能量的X射线图像，可揭示多种元素在月面的分布。

“不过在X射线能段给月亮拍照，非常困难。”陈勇说，X射线辐射无法穿透地球大气层，因此无法在地面探测。另一方面，X射线很难被聚焦成像，一般只能利用“掠入射”聚焦，造成X射线望远镜的视场很小，通常只有20角分左右，不能覆盖整个月亮。

为此，科学家通常使用X射线卫星，在大气层外进行观测，但是至今尚未成功拍摄到完整的X射线满月图像，月球就像被蒙上了一层神秘面纱。

目前处于太阳活动峰年，太阳耀斑频繁爆发。当有太阳耀斑发生时，太阳的X射线流量会急剧增高，能谱变硬，月面的X射线辐射也会随之增强。

“这给拍摄月面X射线照片提供了有利条件。”陈勇说。

难能可贵的是，今年中秋节恰逢月亮处在地月轨道的近地点附近，距地球最近处仅357400公里，此时月亮比普通满月面积增大约14%，视直径达33.4角分，而且亮度更高，因而被称为“超级月亮”。这是拍摄清晰月球X射线照片的好时机。

“‘风行天’满足拍摄‘超级月亮’所有要求，是揭开月亮神秘面纱的最佳选择。”陈勇介绍，该望远镜的成像视场为正方形，边长约是月亮直径的2倍，从而可以把“超级月亮”一览无余；其角分辨很高，约为20角秒，对应月球上直径约为37公里的圆形区域。此外，与国际上在轨运行的其他X射线卫星相比，爱因斯坦探针卫星搭载的“风行天”同时拥有较好的X射线能量分辨和较高的有效面积，可以揭示氧、铁、镁、铝和硅等元素在月表的分布。

“爱因斯坦探针”卫星。受访者供图

“风行天”空间X射线望远镜。受访者供图

“今夜月明人尽望，不知秋思落谁家”。陈勇说，“风行天”在中秋节对月球进行X射线观测，并成功传回了清晰的完整月面的X射线照片，从另一个视角与大家分享中秋赏月的乐趣。

爱因斯坦探针卫星是中国科学院牵头研制的一颗空间科学卫星，于2024年1月发射升空，因主要科学目标涉及黑洞、引力波等爱因斯坦相对论的重要科学预言，取名为“爱因斯坦探针”。卫星首席科学家、中国科学院国家天文台研究员袁为民介绍，尽管该卫星的核心科学目标是探测和研究宇宙高能暂现天体，但超强的X射线探测能力使得EP卫星有着广泛的探测目标和应用前景。“风行天”所拍摄的这些月面X射线图像，对开展月球相关科学研究具有重要价值。