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木星大气对天体X射线源天蝎座X-1的掩食消光过程研究

何心怡 李海涛

何心怡, 李海涛. 木星大气对天体X射线源天蝎座X-1的掩食消光过程研究[J]. 空间科学学报. doi: 10.11728/cjss2025-0185
引用本文: 何心怡, 李海涛. 木星大气对天体X射线源天蝎座X-1的掩食消光过程研究[J]. 空间科学学报. doi: 10.11728/cjss2025-0185
A Study of the Occultation and Extinction of the Celestial X-ray Source Scorpius X-1 by Jupiter's Atmosphere[J]. Chinese Journal of Space Science. doi: 10.11728/cjss2025-0185
Citation: A Study of the Occultation and Extinction of the Celestial X-ray Source Scorpius X-1 by Jupiter's Atmosphere[J]. Chinese Journal of Space Science. doi: 10.11728/cjss2025-0185

木星大气对天体X射线源天蝎座X-1的掩食消光过程研究

doi: 10.11728/cjss2025-0185
基金项目: 太空探源专项(GJ11030206);国家自然科学基金项目(12273043);高温气体动力学国家重点实验室开放课题(2023KF02);国家留学基金委(202404910139);自适应光学全国重点实验室开放课题(FNLA0-24-MS-009)

A Study of the Occultation and Extinction of the Celestial X-ray Source Scorpius X-1 by Jupiter's Atmosphere

  • 摘要: 木星作为太阳系中典型气态巨行星,其大气成分承载着太阳系早期演化的重要信息。本文基于X射线掩星探测原理,利用天蝎座X-1作为辐射源,研究X射线在木星大气中的消光过程。通过建立一维前向辐射传输模型,结合Photochem生成的大气密度廓线和XCOM数据库中的吸收截面,计算大气透过率,并采用XSPEC模拟天蝎座X-1的辐射光谱,系统分析了透射谱、光变曲线和能谱的衰减特征。研究结果表明,随着光子能量从0.1 keV增至500 keV,X射线穿透深度逐渐增加,光子最低可达139 km。对光变曲线分析表明,高能光子消光的起始和结束高度均低于低能光子;对能谱分析表明,低能光子衰减更为显著,且衰减程度随高度降低而增强。基于NICER探测器响应矩阵的模拟表明,增加探测模块数量可以提高光子接收数,使用4个类NICER探测模块时,可探测到光子的最低高度降至183.5 km。本研究为我国计划于2030年左右发射的“天问四号”木星系探测任务的载荷设计提供理论依据,并为木星高层大气探测开辟新的技术途径。

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2025-11-03
  • 录用日期:  2026-04-08
  • 修回日期:  2026-04-02
  • 网络出版日期:  2026-06-01

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