彎曲X射線新方法將助科學家打造出更小、更強大的X射線望遠鏡
據外媒報導,一種彎曲X射線的新方法加大了打造更小、更強大的X射線太空望遠鏡的可能性。由瑞典皇家理工學院的Mats Danielsson和天體物理學家Mark Pearce領導的團隊基於原為醫療成像機器開發的技術打造了堆疊棱鏡片(Stacked Prism Lens )。
現在,X射線譜帶已成為研究宇宙的重要工具。NASA的錢德拉X射線天文台等太空望遠鏡提供了有關黑洞和超新星等各種宇宙現象的寶貴數據,而這些極大地提高了人類對恆星和星系形成及其動力學的理解。
然而不幸的是,X射線望遠鏡有著許多的缺點。首先,X射線無法穿透地球大氣層,所以望遠鏡必須要被送到太空才能展開探測任務。另外,它們的分辨率和焦距在實際應用中也存在問題。
由於在X射線穿過物質的時候不能像可見光或無線電波那樣被反射或折射,所以它們很難聚焦。因此,X射線望遠鏡沒有透鏡或反射器,而是使用了一組圓柱形鏡片–通過使X射線以非常淺的角度彎曲來實現聚焦的目的。雖然這在某種程度上能夠解決問題,但它無法提供非常高的分辨率,另外它還需要非常長的焦距,比如錢德拉需要10米。
據KTH介紹稱,堆疊棱鏡片技術通過一組小型的塑料棱鏡將X射線以略高於傳統鏡片的角度彎曲,這極大地縮短瞭望遠鏡的焦距,可以短至50厘米以下。
這意味著下一代X射線望遠鏡可以變得更小、更輕,同時還能減少發射成本並且還能看得更遠、更清晰。研究小組表示,這將為發現遙遠新天體提供可能,此外還能解決有關宇宙的許多基礎問題。
眼下,KTH已經開發了一架新望遠鏡的實驗室樣機,目前團隊正在改進透鏡和相關傳感器、力學和電子學的設計,預計會在未來建造一架概念驗證望遠鏡並送入太空接受測試。
相關研究報告已發表在《Nature Astronomy》上。