简介
搭载在澳门科学一号卫星B星上的软X射线探测单元获得了高能量和高时间分辨率的太阳软X射线能谱。吴文希、张小平等介绍了探测单元组成及数据标定方法。初步能谱分析结果显示，该探测器运行稳定，且各项性能指标均符合预期设计，能为太阳耀斑动力学演化过程的研究提供可靠的观测数据支持，助力太阳活动研究。相关成果发表在《中国科学：地球科学》2025年第1期。
Science Technology
澳门科学一号卫星B星（澳科一号B星；MSS-1B）于2023年5月21日成功发射，并于6月初开始运行其搭载的太阳X射线探测仪。该探测仪为一体化设计的科学仪器，集成有软X射线单元与硬X射线探测单元各两组，可在1~600keV能量范围内采集高精度的太阳软X和硬X射线数据，这为研究太阳活动，尤其是太阳耀斑等现象，提供了宝贵的数据支持。
澳门科技大学月球与行星科学国家重点实验室张小平教授团队，联合北京控制工程研究所空间光电测量与感知实验室、中国科学院高能物理研究所和兰州空间技术物理研究所的研究人员，结合地面标定实验及模拟分析，对澳门科学一号卫星B星的软X射线单元获取的在轨数据进行标定，获得了高能量和高时间分辨率的太阳软X射线能谱。
软X射线探测单元（SXDU）能够测量能量范围在0.7~24keV的太阳X射线能谱，测量能谱的时间间隔为1秒，在5.9keV处的能量峰半高全宽为0.14keV。该能段内的太阳软X射线能谱包含辐射强度随能量增加而急剧下降的连续谱，以及钙、铁和镍等高度电离离子的特征发射线。此能段对高温日冕中的热等离子体辐射特别敏感，尤其是在太阳耀斑爆发期间产生的等离子体辐射。在宁静太阳时，日冕通常维持在百万摄氏度的高温，远高于太阳表面，但科学家至今仍未完全理解这种高温是如何产生的。这被称为“日冕加热问题”，是太阳物理学研究的重要课题。通过对标定后的高能量和高时间分辨率的软X射线能谱进行分析，研究人员能够获取日冕等离子体的温度和成分组成。这一观测数据可为研究太阳耀斑的动力学过程，特别是耀斑期间物质与能量的演化提供重要参考，并有助于进一步探索日冕加热机制等科学问题。
研究人员在论文中详细介绍了仪器的标定流程, 包括探测器响应、死时间校正、准直几何校正、探测效率计算和本底分析。通过与GOES卫星探测通量的对比分析表明两者观测数据具有高度一致性（图1），进一步验证了探测结果的准确性和可靠性。
图1 MSS-1B/SXDUs获取的X射线通量与GOES-16和GOES-18卫星探测通量比较
研究人员采用单温模型对标定能谱进行了拟合分析，拟合结果表明SXDU1和SXDU2的探测结果具有良好一致性（图2），能够准确提取太阳耀斑期间热等离子体的温度和元素丰度（钙、铁、氩、镍）。探测器在轨性能评估表明MSS-1B/SXDUs运行稳定、性能达到设计预期，可为太阳耀斑观测及其动态演化机制研究提供高质量的数据支持。
图2 MSS-1B/SXDU1（a）和MSS-1B/SXDU2（b）观测到的太阳耀斑事件能谱
MSS-1B的同步软硬X射线观测能力，为多波段联合研究太阳活动提供了宝贵的数据支持，可与中国羲和号、夸父一号、欧空局Solar Orbiter等卫星开展协同观测，深入探索太阳活动过程。
文章出版信息
中文版: 吴文希, 张小平, 陈建武, 石永强, 左富昌, 彭文溪, 付伟纯, 李连升, 罗朋威, 邓志朗, 张郭政, 梅志武, 王立, 李存惠, 区家明, 许燕燕. 2025. 澳门科学一号卫星太阳软X射线探测仪标定. 中国科学: 地球科学, 55(1): 10–25
英文版: Ng M H, Zhang X, Chen J, Shi Y, Zuo F, Peng W, Fu W, Li L, Luo P, Tang C L, Zhang G, Mei Z, Wang L, Li C, Ou J, Xu Y. 2025. Calibration of the Solar X-ray Detector on-board the Macao Science Satellite-1B for Soft X-ray Detection. Science China Earth Sciences, 68(1): 11–26, https://doi.org/10.1007/s11430-024-1437-1
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