Японские исследователи разработали рентгеновский телескоп с выдающимся разрешением, объединив технологии космической астрономии и синхротронов. Устройство уже прошло успешные испытания в рамках миссии FOXSI-4 и позволило запечатлеть детализированные изображения солнечной вспышки.
Японские ученые создали рентгеновский телескоп, который способен различать объекты шириной 3,5 мм на расстоянии одного километра. Для достижения такой четкости они объединили технологии производства зеркал для синхротронов и опыт в космической астрономии, сообщает Phys.org.
Рентгеновские лучи несут информацию о самых горячих и бурных процессах во Вселенной — от солнечных вспышек до материи вокруг черных дыр. Однако атмосфера Земли поглощает это излучение, что делает возможным его изучение только из космоса. Главная сложность в создании телескопов для такой задачи — зеркала. Рентгеновские лучи отражаются лишь под очень малыми углами, поэтому поверхность зеркала должна быть идеальной с точностью до нанометра. Любое смещение при сборке или вибрация при старте могут испортить изображение.
Чтобы решить проблему, ученые воспользовались опытом Научно-исследовательского центра SPring-8, где производятся зеркала для синхротронного излучения. С помощью технологии электроформования было создано цельное никелевое зеркало без швов и стыков, что исключило риск возможных искажений.
Перед запуском телескоп необходимо было протестировать на Земле. Для этого требовалось воспроизвести параллельные лучи далеких звезд, что в лабораторных условиях крайне сложно. Ученые создали уникальную установку в SPring-8: миниатюрный источник рентгеновского излучения (10 микрометров) был установлен на расстоянии 900 метров от зеркала. Это дало возможность с высокой точностью воспроизвести условия, аналогичные космосу.
Телескоп был успешно выведен на орбиту 17 апреля 2024 года с зондирующей ракеты FOXSI-4 с Аляски. Он вошел в число семи инструментов на борту и впервые дал возможность японским исследователям запечатлеть изображения солнечной вспышки с высоким разрешением в рамках международной миссии.
Анализ показал, что главным ограничением для дальнейшего повышения четкости являются микроскопические дефекты на поверхности зеркала. Теперь у инженеров есть ясная задача для улучшения технологии. В будущем команда планирует уменьшить размеры системы, чтобы размещать такие телескопы на кубсатах — компактных спутниках размером с обувную коробку. Это сделает рентгеновскую астрономию более доступной и откроет новую эру в изучении Вселенной.
Фото: hi-tech.mail.ru
