X射線輻射

大多數人是在牙醫或醫院第一次接觸X射線：它穿過軟組織、卻被骨頭擋住，讓醫生能看到身體內部。在天文學中，X射線來自宇宙裡最暴烈的地方。它是一種高能的光，波長比紫外短得多——以奈米的零頭來量——每個X射線光子攜帶的能量是可見光子的幾百到幾千倍。

產生X射線需要極端條件：被加熱到數百萬度的氣體，或被加速到巨大能量的粒子。所以X射線天空是一幅宇宙暴力的地圖——氣體螺旋墜向黑洞或中子星、在墜落中升溫，太陽百萬度的日冕，爆炸恆星灼熱的激波，以及充滿星系團的大片超高溫氣體雲。可見光天空安詳而布滿星辰，X射線天空則在物質被撕裂、壓碎或激波衝擊之處發光。

來自太空的X射線被地球大氣完全吸收，所以X射線望遠鏡必須運行在大氣之上。它們也無法用普通鏡面聚焦，因為X射線光子會徑直穿透；取而代之的是用以掠射角嵌套排列的鏡面來引導它們，就像讓石子在水面打水漂。這使得錢德拉、XMM-牛頓這樣的X射線天文台成為非凡的工程成就，它們是我們窺探黑洞、中子星，以及把星系團維繫在一起的熾熱氣體的主要窗口。