Rentgenowski teleskop jest teleskop przeznaczony do rentgenowskiej astronomii . Muszą one zostać umieszczone na orbicie poza atmosferą ziemską , która jest nieprzezroczysta dla promieni rentgenowskich . Dlatego są montowane na rakietach sondujących lub sztucznych satelitach .
Na początku XXI wieku teleskopy rentgenowskie były w stanie z pewną precyzją obserwować promieniowanie o energii do około 15 keV . NuSTAR , który jest jednym z najnowszych urządzeń przesuwa ograniczenie w 79 keV z wykorzystaniem nowej technologii grubości powłoki produkcyjny wspomagany komputerowo i różnych innych technik.
Pierwszy teleskop rentgenowski był typem I Wolter . Jest uruchamiany za pomocą rakiety w 1965 roku, aby uchwycić obrazy w promieni rentgenowskich na słońcu .
Einstein Obserwatorium jest pierwszym X-ray Observatory z typem teleskopu Wolter I w orbicie. Uruchomiony w 1978 roku, uzyskuje obrazy rentgenowskie o wysokiej rozdzielczości w obszarze energii od 0,1 do 4 keV gwiazd wszystkich typów, pozostałości supernowych , galaktyk i grup galaktyk.
Wystrzelone w 1999 roku obserwatorium rentgenowskie Chandra jest jednym z najnowszych teleskopów rentgenowskich . W wyniku współpracy między NASA, Europejską Agencją Kosmiczną , Rosyjską Agencją Kosmiczną i Japońską Agencją Kosmiczną , Chandra działa z bardzo eliptycznej orbity i wysyła obrazy gałęzi energetycznej o polu 0,5 sekundy łuku w energii. gałąź od 0,08 do 10 keV .
W zakresie światła widzialnego możliwe jest zastosowanie soczewek ze szkła optycznego w układach refrakcyjnych lub zwierciadłach, załamanie lub odbicie normalnie zachodzi w tym zakresie długości fal, co pozwala na pewną swobodę w rozwoju teleskopów, chociaż większość z nich składa się obecnie z luster. W polu promieni rentgenowskich , charakteryzującym się krótkimi falami, promieniowanie przechodzi przez szkło lusterek bez odbijania. Rzeczywiście, długość fali promieniowania X staje się krótsza niż średnia odległość między atomami. Jednak odległość tę można zmniejszyć, uderzając w materiał z mniejszą częstotliwością. Zatem przy kącie padania 0,1 ° długość fali 10 × 10-10 m jest 5 razy większa niż średnia odległość między atomami. Aby prawidłowo odchylić promienie rentgenowskie , konieczna jest zatem praca w przypadku wypasu . To jest technika używana przez teleskop Wolter . Mówimy o „odbiciu występowania wypasu”. Częstość umożliwiająca odbicie maleje, gdy długość fali staje się krótsza, a energia promieniowania rentgenowskiego wzrasta : przy 20 keV kąt między powierzchnią lustra a padającym promieniem musi wynosić 0,25 °, a przy 70 keV tylko 0,07 °. Poniżej pewnej długości fali kąt padania wymaga instrumentów o zbyt dużej długości: nie musimy zbiegać promieniowania i do lokalizacji źródła promieniowania wykorzystujemy technikę teleskopu z zakodowaną maską .
Pierwsza optyka wykorzystująca zwierciadła wypasu została wyprodukowana w 1948 roku , ale ta ma niską rozdzielczość kątową. Hans Wolter (en) opracował w 1952 roku trzy typy optyki, zwane optyką Woltera typu I , II i III, które łączą dwa zwierciadła konfokalne wykazujące symetrię obrotu ( paraboloida , hiperboloida lub elipsoida ): promieniowanie emitowane ze źródła nieskończoności jest odbijane kolejno przez dwa lustra, aby utworzyć obraz we wspólnym ognisku obu luster. Typ I jest praktycznie jedynym stosowanym, ponieważ jego ogniskowa jest mniejsza i pozwala na zagnieżdżenie kilku zwierciadeł (zwanych muszlami lub muszlami), zwiększając w ten sposób powierzchnię zbiorczą. Uzyskana optyka jest doskonale stygmatyczna na osi optycznej , nie wykazuje aberracji sferyczności i spełnia warunek sinusa Abbego , to znaczy układ tworzy obraz bez aberracji śpiączki . Jakość obrazu jest ograniczona defektami kryształów w lustrzanych powierzchniach.
Lustra mogą być wykonane z folii ceramicznej lub metalowej. Najczęściej używanymi materiałami są złoto i iryd . Krytyczny kąt odbicia zależy od materiału i energii padających promieni. Na przykład dla złota z fotonami, których energia wynosi jeden kiloelektronowolt , krytyczny kąt odbicia wynosi 3,72 stopnia. Lustro NuSTAR ma wiele warstw, z których niektóre są wykonane z wolframu i silikonu, a także z platyny i węglika krzemu .
Niektóre twarde teleskopy rentgenowskie wykorzystują metodę obrazowania z kodowaną aperturą. W tego typu instrumentach maska nieprzezroczysta dla tego promieniowania jest umieszczona pomiędzy detektorem a źródłem promieniowania rentgenowskiego , ale przebita otworami, które pozwalają temu ostatniemu przejść. Dlatego fotony, które uderzają w detektor, rzucają cień rzucany przez tę maskę. Dla danego źródła (gwiazdy…) utworzony cień przedstawia poziome przesunięcie detektora, które odzwierciedla położenie źródła na niebie. Obraz uzyskany przez detektor jest pośredni i należy go ponownie przetworzyć, aby uzyskać przywrócenie obserwowanej części nieba. Ta tak zwana operacja dekonwolucji jest bardziej złożona ze względu na wielość źródeł promieniowania, a tym samym ich cienie, które mogą zachodzić na siebie, a także obecność szumu tła X. Padające promienie kosmiczne , protony lub przyspieszone jądra atomowe charakteryzujące się równoważnymi poziomami energii do fotonów X również zakłócają pomiary wykonane przez detektor.
Kategoria: Kosmiczny teleskop rentgenowski
Kilka przykładów teleskopów rentgenowskich: