16：天文
1962 年 6 月 18 日，美国射电天文学家贾科尼团队在利用火箭携带 X 射线探测器研究月球荧光现象时，意外发现了首个宇宙 X 射线源 —— 天蝎座 X-1。这一发现打破了人类仅依赖光学波段观测宇宙的局限，标志着 X 射线天文学的开端。该源本质是一颗从中子星伴星吸积物质的中子星，同时团队还探测到普遍存在的天体 X 射线背景辐射，推动了后续 X 射线天文台的建设计划。
宇宙射线是什么？
宇宙射线是源自银河系内外的高能辐射，主要由质子（约 85%）、α 粒子（12%）等原子核组成。当它们撞击地球大气层时，会引发 “空气簇射” 现象，产生二次粒子级联反应。早期物理学家曾误以为宇宙射线是 γ 射线，直到 20 世纪 30 年代才证实其多为带电粒子。1937 年，皮埃尔奥格尔发现宇宙射线与大气粒子碰撞产生簇射，而南北极附近因地球磁场影响，宇宙辐射量最大。
划时代的一次火箭飞行
1956年，贾科尼迁居美国，前往新泽西普林斯顿大学担任研究助理。三年后，他加入了位于马萨诸塞州剑桥的MIT旗下太空初创企业——美国科学与工程学公司。在这里，他与MIT物理学家布鲁诺·罗西等科学家携手，投身于X射线天文学研究，开展了一系列空间X射线探测实验。
尽管X射线探测始于20世纪40年代，但真正成为学科却是在人造卫星升空之后。由于地球大气层阻挡X射线，X射线天文学面临巨大挑战，只能在高空或大气层外进行观测。因此，空间天文卫星成为该领域的关键工具。早期研究主要聚焦于太阳，而首次X射线观测十分短暂，要么在几分钟的火箭飞行中完成，要么在平流层气球中持续数小时。
当时，贾科尼与意大利天文学家罗西提出，太阳辐射照射月球表面能激发X射线荧光。1962年，在新墨西哥州白沙导弹靶场，贾科尼策划了一次火箭飞行实验。一枚Aerobee火箭携带3个盖革计数器升空，利用其旋转在X射线波段扫描。虽未探测到月球X射线荧光，却意外发现了首个宇宙X射线源——天蝎座X-1，它实际上是一颗从中子星伴星吸积物质的中子星。同时，小组还探测到了普遍存在的天体X射线背景。这一发现标志着X射线天文学的开端，也使研究这种扩散发射性质成为贾科尼终身科学追求之一，并促使他向NASA提出建造X射线天文台的战略计划。
天体物理学的重要领域
人类至今尚未确切知晓宇宙射线的诞生地，但普遍猜测它们源自超新星爆发或遥远星系的活动。这些射线如同宇宙的信使，无偿为地球带来日地空间环境的珍贵情报。科学家们渴望捕捉这些射线，以探索其起源并洞察宏观世界中的微观奥秘。
宇宙射线研究已成为天体物理学的一大热点，众多科学家正全力揭开其神秘面纱。尽管起源之谜尚未解开，但宇宙射线研究已跻身天体物理学的重要领域。人们普遍认为，通过研究宇宙射线，我们能够获取宇宙奇特环境中诸多过程的宝贵信息，如射电星系、类星体，以及中子星和黑洞周围沸腾旋转的吸积盘等。尽管起源尚未定论，科学家们仍在不懈努力，逐步揭示宇宙射线的特性及其对地球和人类环境的影响。
来源：新华网、中国科普博览 、央视网