Il design segna un allontanamento radicale dai cosiddetti telescopi a raggi X spaziali di tipo Wolter, che si basano su specchi per dirigere i raggi X. Invece le ottiche proposte sono costruite impilando dischi incastonati con anelli prismatici, creato con fotoresist mediante litografia ultravioletta focalizzata. Credito:KTH The Royal Institute of Technology
Un tipo radicalmente diverso di telescopio spaziale a raggi X è stato progettato da scienziati in Svezia, utilizzando tecniche ottiche avanzate originariamente sviluppate nella ricerca di imaging medico.
Il telescopio, che focalizza i raggi X con un'esclusiva lente a prisma impilata, è stato svelato questa settimana in un articolo in Astronomia della natura . I ricercatori, dal KTH Royal Institute of Technology di Stoccolma, relazione su come hanno rinunciato agli specchi riflettenti la luce a favore di una rete di prismi di plastica microingegnerizzati.
Mat Danielsson, un ricercatore in tecnologia medica a raggi X, e l'astrofisico Mark Pearce, diciamo che il design riduce la lunghezza focale e il peso del telescopio, consentendo ampie aree di raccolta con un'elevata risoluzione spaziale in modo che le osservazioni spaziali possano approfondire l'universo ed esaminare oggetti che ora sono troppo deboli per essere rilevati.
La tecnica più comunemente usata per focalizzare i raggi X nei telescopi spaziali è attraverso l'uso di una serie di specchi curvi che piegano gradualmente la luce verso il punto focale. Perché questa luce è difficile da mettere a fuoco, la lunghezza focale di un tale telescopio è tipicamente lunga. Osservatorio a raggi X Chandra della NASA, Per esempio, ha una lunghezza focale di 10 m. Con la lunghezza focale più corta del telescopio KTH inferiore a 50 cm, Danielsson afferma che il sistema fornirebbe una maggiore potenza ottica, piegando i raggi più nettamente al punto focale.
"Questo ti permette di costruire un telescopio in grado di raccogliere più di mille volte più luce di quella che possono gestire i telescopi spaziali a raggi X di oggi, " dice Danielsson. "Un altro vantaggio è che avrà una buona risoluzione spaziale, il che significa che puoi vedere maggiori dettagli nelle foto che scatti. Questo è importante per dare interpretazioni fisiche corrette".
Una rappresentazione in sezione trasversale di come il nuovo design differisce dai telescopi a raggi X di tipo Wolter. Un insieme di dischi con prismi microingegnerizzati guida il fascio verso il punto focale, piuttosto che specchi paraboloide e iperboloide. Attestazione:Wujun Mi
I telescopi a raggi X sono installati a bordo dei veicoli spaziali poiché i raggi X vengono prontamente assorbiti dall'atmosfera terrestre e non possono essere osservati a terra. Quindi le dimensioni del carico utile e il peso contano. Uno di questi telescopi, la missione PoGO+ che ha operato ad un'altitudine di 40 km sospesa da un enorme pallone ad elio, ha permesso a Pearce e ai suoi colleghi di effettuare nuove osservazioni dei raggi X provenienti dalla vicinanza di una pulsar e di un buco nero, uno studio che spera di sviluppare utilizzando il nuovo design del telescopio.
"Non vediamo l'ora di sviluppare la nuova ottica leggera con Mats, poiché ciò ci consentirà di costruire un telescopio di grandi dimensioni e leggero che produca misurazioni più precise di quanto sia possibile oggi".
La migliore capacità del sistema di raccogliere la luce rivelerà oggetti troppo deboli per essere visti. "Vedremo oggetti estremamente distanti nell'universo primordiale e potremo anche scoprire nuovi oggetti che non sono mai stati osservati prima con i raggi X, "dice Danielsson.
"Questo apre una finestra completamente nuova per rispondere a domande di base sull'universo, " lui dice.
Un primo prototipo della tecnica telescopica è già stato progettato al KTH e testato in laboratorio. Il passo successivo è ottimizzare il design delle lenti e dei sensori associati, meccanica ed elettronica. "Ora è il momento di passare dalla prima prova di principio a un modulo completamente sviluppato per un telescopio da inviare nello spazio, "dice Danielsson.
