自 1999 年发射以来，NASA 的钱德拉 X 射线天文台一直在通过短波长 X 射线光研究天空，这是观测巨大黑洞、星系团和剧烈超新星遗迹的最佳窗口。该望远镜捕捉到达其探测器的每个 X 射线光子的位置、能量和到达时间。这种能力，结合其独特的清晰成像质量和在广泛能量范围内看到 X 射线光的能力，彻底改变了我们对 X 射线宇宙的看法。它改变了我们对诸如暗物质、恒星诞生甚至太阳系行星属性等重大谜团的理解。
漩涡星系
两个合并的星系，统称为 M51 或漩涡星系，显示出螺旋星系美丽的旋臂特征。大约 400 个 X 射线源，其中大多数是双星，在这里可见，主要位于恒星形成的区域附近。科学家推测，两个星系之间的相互作用正在引发一场恒星形成浪潮，从而导致该系统中存在大量的 X 射线双星。来自一颗 X 射线双星的脉动暗示，致密伴星是一颗中子星，它必须从其伴星吸积大量物质才能产生异常高的光度。
主图像 (1) 是钱德拉 X 射线数据 (2) 和哈勃太空望远镜捕获的光学光 (3) 的合成图像。结合来自不同望远镜的数据，天文学家可以创建更完整的、多波长的图像，揭示在不同电磁频谱范围内可见的宇宙现象。
鸣谢：X 射线：NASA、CXC、卫斯理大学和 R. Kilgard 等人；光学：NASA 和 STScI
钱德拉的设计目的是解决 X 射线天文学中的一个关键问题：弥漫性 X 射线光的组成是什么，这种光似乎存在于宇宙的每个方向——所谓的 X 射线背景？它也被设计成一个“通用天文台”，大部分望远镜时间授予世界各地从事各种项目的科学家，这些项目是在每年征集提案后选出的。即使经过二十年的运行，钱德拉每年仍收到约 500 至 650 份提案，这相当于我们可授予的观测时间的 5.5 倍左右——这个过程竞争非常激烈。
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飞行的喷流
在钱德拉早期，它观测了类星体 PKS 0637-752，这是一个遥远星系核中的超大质量黑洞，也是我十年前使用 NASA 爱因斯坦天文台的数据研究过的黑洞。这个黑洞正在从其宿主星系中吸入大量物质。当物质坠落时，它变得非常热，以至于超过了星系 1000 亿颗恒星的光芒。
西侧（右手边）延伸的光芒令人惊讶，最初让钱德拉的工作人员担心望远镜光学系统出了问题。相反，钱德拉发现了来自等离子体喷流的 X 射线辐射，该喷流从坠落的物质中喷射出来。这条喷流以前在无线电波中被观测到，但 X 射线是意想不到的。钱德拉能够看到这条喷流，也使得我们对从超大质量黑洞两极射出的喷流的理解取得了重大进展。
鸣谢：NASA、CXC 和 SAO
钱德拉取得了非凡的成果。它实现了最初的目标，揭示了几乎所有神秘的 X 射线背景光都来自其他星系中心数千个独立的超大质量黑洞。它还揭示了来自大量天体的新秘密：来自正在吞噬物质的超大质量黑洞射出的物质喷流的强 X 射线辐射；木星大气层周围闪耀的极光；来自碰撞中子星的光，这些中子星也通过引力波探测到；以及被称为超亮 X 射线源的极亮恒星大小的黑洞。基于钱德拉观测的科学论文数量超过 8000 篇，我们的用户社区在全球范围内拥有超过 4000 名科学家。
确凿的证据
在钱德拉最著名的成果中，就有这张子弹星系团的合成图像——两个星系团碰撞在一起。这张图片结合了来自钱德拉、麦哲伦和哈勃太空望远镜的数据。在这里，热气体以 X 射线光的形式出现（以粉红色显示），而星系可以在麦哲伦的可见光下看到（白色）。从可见光图像中，科学家们通过引力引起的星系图像扭曲（一种称为引力透镜的过程）推断出暗物质的分布（蓝色）。
热气体和暗物质之间的分离为暗物质的存在提供了第一个直接证据。它表明，这种神秘物质既不与自身相互作用，也不与普通物质相互作用，因为它与星系一起运动，而“看不到”周围的其他物质。相比之下，热气体相互作用并减速，形成子弹形状，使合并后的星系团得名。
鸣谢：X 射线：NASA、CXC、CfA 和 M. Markevitch 等人；光学：NASA、STScI、麦哲伦、亚利桑那大学和 D. Clowe 等人；透镜图：NASA、STScI、ESO WFI、麦哲伦、亚利桑那大学和 D. Clowe 等人。
我在发射前三年加入该任务，担任用户支持副组长。我参与了网站和文档的建设，为我们的科学家用户提供信息、首次征集提案和同行评审，以及在 NASA 马歇尔太空飞行中心为发射做准备时对望远镜的校准。虽然这段时间很忙碌且压力很大，因为我们为发射将一切整合在一起，但这与发射后的最初几个月相比，根本不算什么。
更接近家园
除了发现遥远的超大质量黑洞和星系团外，钱德拉还在我们的太阳系内取得了惊人的发现。这些木星图像显示了来自行星北极 (1) 和南极 (2) 极光的 X 射线辐射，这是我们太阳系世界中独一无二的特征。X 射线被认为是在磁场将来自木星周围赤道环的粒子漏斗时产生的。2019 年，钱德拉与目前正在绕木星运行的 NASA 朱诺号卫星协调进行的观测预计将提供有关这一过程的详细信息。作为主任，我已能够通过将主任酌情支配时间分配给这项研究来促进其中一些观测。
鸣谢：X 射线：NASA、CXC、UCL 和 W. Dunn 等人；光学：南极：NASA、JPL-Caltech、SwRI、MSSS、Gerald Eichstadt 和 Sean Doran；北极：NASA、JPL-Caltech、SwRI 和 MSSS
钱德拉已经迎来了 20 周年，天文台仍在强劲运行。我担任位于马萨诸塞州剑桥市的钱德拉 X 射线中心主任，我们在那里运行望远镜的运行。随着事件视界望远镜、詹姆斯·韦伯太空望远镜以及更多望远镜现在和未来上线，我们预计钱德拉将继续开辟新领域，并在未来几年进一步扩展我们对宇宙中最热和最剧烈的地方的了解。
新生恒星
这里超过 1400 个蓝色和橙色的光点是这个稠密星云中新形成的恒星，这个星云在猎户座腰带中间可以用肉眼看到。钱德拉敏锐的 X 射线视觉穿透了稠密的气体和尘埃，揭示了传统可见光望远镜隐藏的新恒星。年轻的恒星是炽热而剧烈的，因为引力吸入物质，磁场加速物质，当恒星形成并开始发光时，风又将其吹出。
鸣谢：X 射线：NASA、CXC、宾夕法尼亚州立大学以及 E. Feigelson 和 K. Getman 等人；光学：NASA、ESA、STSCI 和 M. Robberto 等人
第一道光
钱德拉的官方第一张光图像，是标志性的超新星遗迹仙后座 A，立即证明了望远镜高空间分辨率的威力，发现了这片星云中心长期寻找的中子星。这颗致密的中子星是大约 340 年前作为超新星爆炸的更大恒星的遗迹，以前从未被观测到过。这张图像结合了钱德拉多年来拍摄的数据，增加了复杂结构的可见细节。它还利用天文台的能量分辨率来揭示恒星内部产生的并被爆炸吹出的不同化学元素：红色表示硅，黄色表示硫，绿色表示钙，紫色表示铁。图像中蓝色外环是爆炸前向冲击波中加速的高能粒子发射——这也是钱德拉首次发现的一个方面。
鸣谢：NASA、CXC 和 SAO
*编者注（2020 年 1 月 24 日）：这句话在发布后进行了编辑，以避免错误地暗示超新星发生在公元 1054 年。它是在那个时候首次在地球上观测到的，但发生在数千年前。