Wetenschappers in Zweden hebben een radicaal ander type röntgenruimtetelescoop ontworpen. met behulp van geavanceerde optische technieken die oorspronkelijk zijn ontwikkeld in medisch beeldvormend onderzoek.

de telescoop, die röntgenstralen scherpstelt met een unieke gestapelde prismalens, werd deze week onthuld in een artikel in Natuurastronomie . De onderzoekers, van KTH Royal Institute of Technology in Stockholm, rapporteren over hoe ze hebben afgezien van lichtreflecterende spiegels ten gunste van een netwerk van micro-engineered plastic prisma's.

Mats Daniëlsson, een onderzoeker in medische röntgentechnologie, en astrofysicus Mark Pearce, zeggen dat het ontwerp de brandpuntsafstand en het gewicht van de telescoop vermindert, waardoor grote verzamelgebieden met een hoge ruimtelijke resolutie mogelijk zijn, zodat ruimtewaarnemingen dieper in het universum kunnen graven en objecten kunnen onderzoeken die nu te zwak zijn om te worden gedetecteerd.

De meest gebruikte techniek voor het focussen van röntgenstralen in ruimtetelescopen is door het gebruik van een reeks gebogen spiegels die het licht geleidelijk naar het brandpunt buigen. Omdat dit licht moeilijk scherp te stellen is, de brandpuntsafstand van een dergelijke telescoop is typisch lang. NASA's Chandra X-Ray Observatorium, bijvoorbeeld, heeft een brandpuntsafstand van 10 meter. Met de kortere brandpuntsafstand van de KTH-telescoop van minder dan 50 cm, Danielsson zegt dat het systeem meer optisch vermogen zou leveren, buigen de stralen scherper naar het brandpunt.

"Hierdoor kun je een telescoop bouwen die meer dan duizend keer zoveel licht kan opvangen als de huidige röntgenruimtetelescopen aankunnen, Danielsson zegt. "Een ander voordeel is dat het een goede ruimtelijke resolutie heeft, wat betekent dat u meer details kunt zien in de foto's die u maakt. Dit is belangrijk om correcte fysieke interpretaties te maken."

Röntgentelescopen worden aan boord van ruimtevaartuigen ingezet, omdat röntgenstralen gemakkelijk worden geabsorbeerd door de atmosfeer van de aarde en niet op de grond kunnen worden waargenomen. Dus het laadvermogen en het gewicht zijn belangrijk. Een dergelijke telescoop, de PoGO+-missie die opereerde op een hoogte van 40 km, opgehangen aan een enorme heliumballon, stelde Pearce en zijn collega's in staat nieuwe waarnemingen te doen van röntgenstraling afkomstig uit de buurt van een pulsar en een zwart gat - een studie waarop hij hoopt voort te bouwen met behulp van het nieuwe telescoopontwerp.

"We kijken ernaar uit om de nieuwe lichtgewicht optica met Mats te ontwikkelen, omdat dit ons in staat zal stellen om uiteindelijk een grote en lichtgewicht telescoop te bouwen die nauwkeurigere metingen produceert dan vandaag mogelijk is."

Het verbeterde vermogen van het systeem om licht te verzamelen, onthult objecten die te zwak zijn om gezien te worden. "We zullen extreem verre objecten in het vroege universum zien en kunnen ook nieuwe objecten ontdekken die nog nooit eerder met röntgenstraling zijn waargenomen, ', zegt Daniëlsson.

"Dit opent een heel nieuw venster om basisvragen over het universum te beantwoorden, " hij zegt.

Een eerste prototype van de telescopische techniek is al ontworpen bij KTH en getest in een laboratorium. De volgende stap is het optimaliseren van het ontwerp van de lenzen en bijbehorende sensoren, mechanica en elektronica. "Dit is het moment om de stap te zetten van het eerste proof-of-principle naar een volledig ontwikkelde module voor een telescoop om de ruimte in te sturen, ', zegt Daniëlsson.