X射线辐射

大多数人是在牙医或医院第一次接触X射线：它穿过软组织、却被骨头挡住，让医生能看到身体内部。在天文学中，X射线来自宇宙里最暴烈的地方。它是一种高能的光，波长比紫外短得多——以纳米的零头来量——每个X射线光子携带的能量是可见光子的几百到几千倍。

产生X射线需要极端条件：被加热到数百万度的气体，或被加速到巨大能量的粒子。所以X射线天空是一幅宇宙暴力的地图——气体螺旋坠向黑洞或中子星、在坠落中升温，太阳百万度的日冕，爆炸恒星灼热的激波，以及充满星系团的大片超高温气体云。可见光天空安详而布满星辰，X射线天空则在物质被撕裂、压碎或激波冲击之处发光。

来自太空的X射线被地球大气完全吸收，所以X射线望远镜必须运行在大气之上。它们也无法用普通镜面聚焦，因为X射线光子会径直穿透；取而代之的是用以掠射角嵌套排列的镜面来引导它们，就像让石子在水面打水漂。这使得钱德拉、XMM-牛顿这样的X射线天文台成为非凡的工程成就，它们是我们窥探黑洞、中子星，以及把星系团维系在一起的炽热气体的主要窗口。