XRISM，即X射线成像和光谱任务，是由JAXA领导的NASA/JAXA联合任务。X射线太空望远镜于2023年9月6日开始在近地轨道执行任务。科学操作要到今年晚些时候才会开始，但该卫星的科学团队已经发布了望远镜的一些首批图像。
XRISM是一种权宜之计。我们现有的X射线天文台，XMM Newton和Chandra，正在老化，它们的任务将很快结束。他们的替代品，欧洲高能天体物理学高级望远镜，要到2035年才会发射，留下了长达数年的空白，没有X射线望远镜覆盖。日本的瞳X射线天文台原本打算接替XMM Newton和Chandra，但它在发射几周后就失败了。
尽管XRISM旨在作为一项填充任务，但它仍然非常强大，并将提供强大的科学观测。
“XRISM将为国际科学界提供隐藏的X射线天空的新一瞥，”位于马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心XRISM的美国首席研究员理查德·凯利说。“我们不仅会看到这3些来源的X射线图像，还会研究它们的成分、运动和物理状态。
望远镜的一些新图像显示了这个“权宜之计”天文台的强大。
XRISM 有两种工具：Resolve 和 Xtend。Resolve是一款微量热仪光谱仪，是一种保持在绝对零度以上的低温仪器。当光子撞击它时，它会将探测器加热与其能量相关的特定量。“通过测量每条X射线的能量，该仪器提供了以前无法获得的有关源的信息，”美国宇航局解释说。
Xtend是一款X射线CCD相机，其分辨率高于其前身在失败的瞳天文台上。
页面顶部XRISM的第一张图像是大麦哲伦星云中的超新星残骸，称为N132D。残余物在光学图像中几乎看不见，但在 X 射线中很亮。XRISM是一种光谱仪，它创造了N132D有史以来最详细的X射线光谱。
这颗祖星的质量大约是太阳的15倍，当它耗尽氢气并自行坍缩时就会爆炸。残骸是超新星残骸，大约有3000年的历史，并且仍在扩大。这些残余物很重要，因为它们将重元素散布到整个银河系，加热星际介质，并加速宇宙射线。它们的冲击波甚至可以压缩附近的气体并引发新的恒星形成。
美国宇航局戈达德的XRISM项目科学家布莱恩·威廉姆斯解释了XRISM将如何帮助我们理解信噪比。
“这些元素是在原始恒星中锻造的，然后在它作为超新星爆炸时被炸毁，”威廉姆斯说。“Resolve将使我们能够以前所未有的方式看到这些线的形状，让我们不仅可以确定存在的各种元素的丰度，还可以以前所未有的精度确定它们的温度、密度和运动方向。从那里，我们可以拼凑出有关原始恒星和爆炸的信息。
测量物体的化学成分在天体物理学中很重要，而XRISM被证明比预期的要好。
“甚至在调试过程结束之前，Resolve就已经超出了我们的预期，”美国宇航局戈达德的XRISM项目经理Lillian Reichenthal说。“我们的目标是用仪器实现7电子伏特的光谱分辨率，但现在它在轨道上，我们正在实现5。这意味着我们将获得XRISM捕获的每个光谱的更详细的化学图谱。
Xtend是XRISM的X射线成像仪，在观测中起着重要作用。它的大视野意味着它可以观测到比满月大约60%的区域。科学团队发布了Abell 2319的XtendX射线图像，Abell 2319是附近的一个星系团，是经常研究的对象。
XRISM的Xtend仪器在X射线中捕获了星系团Abell 2319，这里以紫色显示，并由代表探测器范围的白色边框勾勒出来。背景是地面图像，在可见光下显示该区域。粉红色是来自气体的 X 射线，它渗透到加热到数百万度的星团中。通过用XRISM测量它，天文学家可以测量整个星团的质量，这是理解它的重要一点。图片来源：JAXA/NASA/XRISM Xtend;背景， DSS
图像中的紫色是数十亿年恒星诞生和死亡遗留下来的气体。XRISM将告诉天文学家存在哪些元素以及它们的丰富程度，尤其是比氢和氦重的元素，在天文学中被称为“金属”。这些XRISM观测将帮助我们了解宇宙在其13 +十亿年的历史中是如何富含金属的。
天文学家已经用钱德拉观测到了Abell 2319，并在星系簇内介质中发现了不同的子结构。他们发现了大量较冷和较暖气体之间的冷锋，甚至在锋面内发现了更精细的子结构。这一切都暗示了比以前想象的更复杂的情况，这是由星系和星系群之间的合并以及与星系团AGN的相互作用引发的。Abell 2319 目前正在进行重大合并事件，由于 XRISM 比 Chandra 更强大，它应该会透露有关合并的更多细节。
但是，除了这些第一批图像所代表的成功之外，XRISM还面临着它的第一个挑战。在发射前保护Resolve探测器的光圈门尚未打开。这意味着低于 1700 电子伏特的光子无法到达探测器。XRISM人员已经多次尝试打开它，但尚未成功。如果它保持关闭状态，那么该任务将无法检测到低于1,700电子伏特的光子，而它旨在测量低至300电子伏特的光子。然而，这个问题并不影响Xtend，XRISM团队仍在研究解决方案。
虽然XRISM任务主要是NASA和JAXA之间的合作，但ESA和加拿大航天局也参与其中。
“看到XRISM已经进行了如此奇妙的科学观测，尽管它还没有完全校准，这真是太令人兴奋了，”欧空局科学主任卡罗尔·蒙代尔说。“它显示了这项任务为我们的科学界提供了潜力，在研究宇宙中最有活力的现象方面取得了突破性的发现。
