NASA開(kāi)發(fā)了一顆36像素的傳感器

雖然 NASA 的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡正在幫助天文學(xué)家在距地球 150 萬(wàn)公里處拍攝122 兆像素的照片，但該機構的最新相機僅用 36 像素即可實(shí)現突破性的太空科學(xué)。是的，36 像素，而不是 36 兆像素。

X 射線(xiàn)成像和光譜任務(wù) (XRISM)，發(fā)音為“crism”，是 NASA 和日本宇宙航空研究開(kāi)發(fā)機構 (JAXA) 之間的合作項目。該任務(wù)的衛星于去年九月發(fā)射進(jìn)入軌道，此后一直在宇宙中尋找一些最復雜的科學(xué)問(wèn)題的答案。該任務(wù)的成像儀器 Resolve 具有 36 像素圖像傳感器。

這個(gè)六乘六的像素陣列每邊尺寸為 0.2 英寸（五毫米），與Apple iPhone 15 和 15 Plus中的圖像傳感器沒(méi)有太大區別。這些智能手機的主攝像頭尺寸為 8 x 6 毫米，但像素為 48 兆像素。那是 48,000,000 像素，僅比 36 略多一點(diǎn)。

像索尼 a7R V這樣的全畫(huà)幅相機怎么樣，這是首選的高分辨率無(wú)反光鏡相機？該相機的像素超過(guò) 60 兆像素，可拍攝 9,504 x 6,336 像素的圖像。該圖像傳感器共有 60,217,344 個(gè)像素，是 XRISM Resolve 成像器像素數的 1,672,704 倍。

此時(shí)，我們有理由想知道：“科學(xué)家們能用 36 個(gè)像素看到什么？”事實(shí)證明，數量相當多。

Resolve 可檢測“軟”X 射線(xiàn)，其能量比可見(jiàn)光波長(cháng)高出約 5,000 倍。它研究了宇宙最熱的區域、最大的結構和最大質(zhì)量的宇宙物體，如超大質(zhì)量黑洞。雖然它可能沒(méi)有很多像素，但它的像素非常出色，可以產(chǎn)生從 400 到 12,000 電子伏特的豐富光譜的視覺(jué)數據。

“Resolve 不僅僅是一臺相機。它的探測器會(huì )測量照射到它的每條 X 射線(xiàn)的溫度，”美國宇航局戈達德 XRISM 項目科學(xué)家布萊恩·威廉姆斯 (Brian Williams) 解釋道。 “我們將 Resolve 稱(chēng)為微熱量光譜儀，因為它的 36 個(gè)像素中的每一個(gè)都在測量每束傳入 X 射線(xiàn)傳遞的微量熱量，使我們能夠以前所未有的細節查看構成源的元素的化學(xué)指紋?！?/span>

換句話(huà)說(shuō)，傳感器的 36 個(gè)像素中的每一個(gè)都可以獨立、準確地測量特定波長(cháng)光的溫度變化。該傳感器根據其吸收的 X 射線(xiàn)來(lái)測量每個(gè)像素的溫度變化，從而使其能夠測量單個(gè)電磁輻射粒子的能量。

這些數據包含大量信息，科學(xué)家可以利用這些 X 射線(xiàn)了解有關(guān)非常遙遠物體的大量信息。

Resolve 可以精確地檢測特定波長(cháng)的光，從而可以檢測目標內各個(gè)元素的運動(dòng)，“有效地提供 3D 視圖”。該相機可以探測遙遠星系團內的氣體流動(dòng)，并跟蹤超新星爆炸碎片中不同元素的行為。

36 像素圖像傳感器在科學(xué)操作過(guò)程中必須處于極冷狀態(tài)，才能實(shí)現這一令人難以置信的壯舉。

攝像師可能會(huì )在無(wú)反光鏡相機上安裝一個(gè)風(fēng)扇，以在高分辨率視頻錄制期間保持其涼爽。然而，對于像 Resolve 這樣的樂(lè )器來(lái)說(shuō)，風(fēng)扇是不夠的。

使用六級冷卻系統，傳感器被冷卻至 -459.58 華氏度（-273.1 攝氏度），僅比絕對零值高 0.09 華氏度（0.05 攝氏度）。順便說(shuō)一下，宇宙本身的平均溫度約為-454.8華氏度（-270.4攝氏度）。

“Resolve 儀器利用戈達德在過(guò)去幾十年發(fā)明和完善的技術(shù)，讓我們能夠更深入地了解 X 射線(xiàn)發(fā)射物體的構成和運動(dòng)，”凱利繼續說(shuō)道。

XRISM 和 Resolve 提供天體物理學(xué)史上最詳細、最精確的 X 射線(xiàn)光譜數據。他們僅用三打像素，就繪制了人類(lèi)理解宇宙的新路線(xiàn)（并結束了百萬(wàn)像素競賽）。