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弯曲X射线的新方法加大打造更小更强大X射线太空望远镜的可能性

时间:2019/08/24 18:53:22 编辑:

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据外媒报道,一种弯曲X射线的新方法加大了打造更小、更强大的X射线太空望远镜的可能性。由瑞典皇家理工学院的Mats Danielsson和天体物理学家Mark Pearce领导的团队基于原为医疗成像机器开发的技术打造了堆叠棱镜片(Stacked Prism Lens )。

现在,X射线谱带已成为研究宇宙的重要工具。NASA的钱德拉X射线天文台等太空望远镜提供了有关黑洞和超新星等各种宇宙现象的宝贵数据,而这些极大地提高了人类对恒星和星系形成及其动力学的理解。

然而不幸的是,X射线望远镜有着许多的缺点。首先,X射线无法穿透地球大气层,所以望远镜必须要被送到太空才能展开探测任务。另外,它们的分辨率和焦距在实际应用中也存在问题。

由于在X射线穿过物质的时候不能像可见光或无线电波那样被反射或折射,所以它们很难聚焦。因此,X射线望远镜没有透镜或反射器,而是使用了一组圆柱形镜片--通过使X射线以非常浅的角度弯曲来实现聚焦的目的。虽然这在某种程度上能够解决问题,但它无法提供非常高的分辨率,另外它还需要非常长的焦距,比如钱德拉需要10米。

据KTH介绍称,堆叠棱镜片技术通过一组小型的塑料棱镜将X射线以略高于传统镜片的角度弯曲,这极大地缩短了望远镜的焦距,可以短至50厘米以下。

这意味着下一代X射线望远镜可以变得更小、更轻,同时还能减少发射成本并且还能看得更远、更清晰。研究小组表示,这将为发现遥远新天体提供可能,此外还能解决有关宇宙的许多基础问题。

眼下,KTH已经开发了一架新望远镜的实验室样机,目前团队正在改进透镜和相关传感器、力学和电子学的设计,预计会在未来建造一架概念验证望远镜并送入太空接受测试。

相关研究报告已发表在《Nature Astronomy》上。

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