Naqoya Universiteti tərəfindən

redaktə edən: Gaby Clark , rəy verən: Robert Egan

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

SPring-8-də yerüstü sınaqdan keçirilmiş rəngli kodlu rentgen görüntüsü, rentgen optikasının rentgen şüalarını iti mərkəzi nöqtəyə uğurla fokusladığını göstərir. Sarı-yaşıl ən yüksək rentgen konsentrasiyasını, mavi isə daha aşağı intensivliyi göstərir. Müəllif: Fujii və digərləri, 2026

Yaponiyadakı alimlər dəqiq güzgü texnologiyasını kosmik astronomiya ilə birləşdirərək, cəmi 3,5 mm enində bir obyekti bir kilometr məsafədən ayırd edə biləcək qədər kəskin yüksək qətnaməli rentgen teleskopu hazırlayıblar. Onun işini sınaqdan keçirmək üçün onlar ABŞ-Yaponiya FOXSI zondlama raket missiyasında buraxılmazdan əvvəl teleskopun kəskinliyini ölçmək üçün yerdəki ulduz işığını simulyasiya edə bilən ilk öz növ qiymətləndirmə sistemini qurdular. Sakit Okean Astronomiya Cəmiyyətinin Nəşrlərində dərc olunan tapıntılar Yaponiya rentgen astronomiyası üçün əlamətdar bir nailiyyətdir və gələcək kiçik peyklərdə yüksək qətnaməli rentgen müşahidələri üçün yol açır.

Kosmosda rentgen teleskoplarına niyə ehtiyacımız var?

Günəş alovları, partlayan ulduzlar və qara dəliklərin ətrafındakı maddə tərəfindən çoxlu miqdarda rentgen şüaları yayılır. Bu rentgen şüaları kainatdakı ən yüksək temperaturlu və ən şiddətli proseslər haqqında bəzi ipuçlarını saxlayır, lakin Yer atmosferi onları yerə çatmadan udur. Alimlər onları səthdən öyrənə bilmədikləri üçün cihazlar şarlar, səsləndirici raketlər və ya peyklər vasitəsilə kosmosa uçmalıdırlar.

Rentgen astronomları bunu yüksək dəqiqlikli güzgülərlə edirlər

Yüksək qətnaməli rentgen kosmik teleskopuna nail olmaq Yaponiya rentgen astronomiyasında çətinlik yaradıb. İki texniki maneə onun qarşısını kəsirdi: birincisi, teleskopun güzgüsü idi. Rentgen şüaları adi səthlərdən əks olunmur. Onlar yalnız son dərəcə kiçik bucaqlarda əks oluna bilər və güzgü səthi nanometr səviyyəli dəqiqliklə formalaşdırılmalıdır. İkincisi, inteqrasiya idi. Hətta mükəmməl hazırlanmış güzgü belə, teleskop qurğusuna quraşdırılma prosesi zamanı dəqiqliyini itirə bilər.

Naqoya Universitetinin Elmlər üzrə Ali Məktəbinin baş müəllifi və layihə rəhbəri İkuyuki Mitsuişi bildirib ki, “Güzgü rentgen şüaları üçün çox dəqiq bir qıf kimidir. Əgər qıfın hər hansı bir hissəsi bir az da yerindən çıxsa, rentgen şüaları hədəfini qaçırır və görüntü bulanıqlaşır.” “O, həmçinin optik dəqiqliyini qoruyarkən səslənən raket buraxılışının güclü titrəmələrinə davam gətirməlidir.”Nikel rentgen güzgüsü, diametri 60 mm və hündürlüyü 200 mm. Güzgü iki hissədən ibarətdir: yuxarı paraboloidal hissə və aşağı hiperboloidal hissə, bunlar birlikdə rentgen şüalarını iki dəfə əks etdirir və onları detektora yönəldir. Mərkəz: Güzgüün 250 mm hündürlükdə olan tam teleskop qurğusuna necə yerləşdiyini göstərən kəsişmə diaqramı. Sağ: FOXSI-4 zondlama raketində buraxılmağa hazır olan tamamlanmış teleskop qurğusu. Müəllif: Fujii və digərləri, 2026

Sinxrotron radiasiya qurğusundan kosmik teleskopa qədər

SPring-8, Yaponiyanın Hyogo prefekturasında yerləşən dünyanın ən güclü rentgen tədqiqat qurğularından biridir. Onun hissəcik sürətləndiricisi elmi tədqiqatlar üçün sinxrotron şüalanması kimi tanınan çox parlaq rentgen şüaları istehsal edir. Oradakı alimlər həmin rentgen şüalarını fokuslamaq üçün son dərəcə dəqiq güzgü yaratmaq üsulları hazırlamışdılar. Eyni üsullar tədqiqat qrupu tərəfindən yüksək qətnaməli kosmik teleskop güzgüsü qurmaq üçün istifadə edilmişdir.

Tədqiqatçılar diametri 60 mm və hündürlüyü 200 mm olan nikel güzgü yaratmaq üçün SPring-8-dən dəqiq elektroformalaşdırma texnikasından istifadə etdilər. Birdən çox hissədən hazırlanmış güzgülərdən fərqli olaraq, bu güzgü tək bir tikişsiz qabıq şəklində tökülmüşdü, buna görə də rentgen şüalarını fokus nöqtəsindən uzaqlaşdıra biləcək heç bir birləşmə və ya tikiş yox idi və heç bir şey yerindən tərpənə bilməzdi.

Layihə iki çox fərqli təcrübə sahəsini bir araya gətirdi: Naqoya Universitetinin tədqiqatçılarının rəhbərlik etdiyi astronomiya qrupu optik dizayn və güzgünün kosmosa hazır teleskop qurğusuna inteqrasiyası problemi üzərində işlədi. SPring-8 üzvlərindən, eləcə də universitetlərdən və sənayedən tədqiqatçılardan ibarət sinxrotron radiasiya icmasından bir qrup dəqiq güzgü istehsalı və yerüstü sınaq sisteminin qurulmasından məsul idi.Rentgen şüaları bu təcrübə stansiyasına daxil olmazdan əvvəl 900 metrlik dəhliz boyunca hərəkət edir və burada teleskop güzgüsündən əks olunur və detektor tərəfindən tutulur. Havanın rentgen ölçmələrinə müdaxilə etməsinin qarşısını almaq üçün güzgünü vakuum boruları əhatə edir. Mənbə: Fujii və digərləri, 2026

Tədqiqatçılar teleskopun kosmosa buraxılmasından əvvəl onun yerdə işlədiyini sübut etməli idilər, lakin bu, bir problem yaratdı: kosmik teleskopu düzgün sınaqdan keçirmək üçün ulduz işığını simulyasiya etmək lazımdır və ulduz işığı o qədər uzaqdan gəlir ki, şüaları Yerə çatanda demək olar ki, tamamilə paralel olur. Bunu yerdə yenidən yaratmaq olduqca çətindir.

Tədqiqat qrupu SPring-8-də sınaq sistemi quraraq bunu həll etdi. Güzgüdən 900 metr aralıda, cəmi 10 mikrometr diametrində çox kiçik bir rentgen mənbəyi yerləşdirildi. Bu məsafədə rentgen şüaları paralel qaldı və əsl ulduzdan gələn şüaları çox təqlid etdi.

İlk müəllif və keçmiş magistr tələbəsi Ryuto Fujii bildirib ki , “Bu, sərt rentgen enerjilərində yüksək qətnaməli rentgen kosmik teleskoplarının işini dəqiq qiymətləndirə bilən ilk yerüstü sistemdir və oxşar texnologiyanı inkişaf etdirmək və sınaqdan keçirmək istəyən dünya miqyaslı tədqiqatçılar üçün əlçatandır”.

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

FOXSI-4 (və tezliklə FOXSI-5) ilə kosmosa buraxıldı

FOXSI, alətləri qısa müddətə kosmosa daşıyan kiçik bir səsləndirici raket olan birgə səsləndirici raket təcrübəsidir. Günəşin tacının və alovlanmasının rentgen görüntülərini çəkmək üçün hazırlanmışdır. Proqram ilk dəfə 2012-ci ildə istifadəyə verilib və beşinci uçuşu 2026-cı ilə planlaşdırılıb.

Teleskop, 17 aprel 2024-cü ildə Alyaskadan kosmosa buraxılan və baş verən günəş partlayışını uğurla müşahidə edən FOXSI-4-ün göyərtəsindəki yeddi rentgen teleskopundan biri idi . Doktor Mitsuişi və tələbələri buraxılışda iştirak edirdilər. Tədqiqat qrupu üçün bu, tarixi bir an idi, yerli olaraq hazırlanmış Yaponiyanın yüksək qətnaməli rentgen teleskopunun beynəlxalq zondlama raket missiyasının bir hissəsi olaraq ilk dəfə uçması idi.

Tədqiqatçılar həmçinin kəskinliyin daha da yaxşılaşdırılmasını məhdudlaşdıran əsas amili də müəyyən etdilər: güzgü səthinin uzunluğu boyunca kiçik qüsurlar. Bu, onlara gələcək güzgülərdə yaxşılaşdırma üçün aydın bir hədəf verir.

Gələcək kosmik tədqiqatlar üçün təməl

Bu tədqiqat göstərir ki, kosmik astronomiya və sinxrotron şüalanma elminin birləşdirilməsi heç bir sahənin təkbaşına əldə edə bilməyəcəyi nəticələr verə bilər. Teleskopun təkmilləşdirilmiş versiyası FOXSI-5 missiyasında uçmağa hazırlaşır.

Uzunmüddətli məqsəd miniatürləşdirmədir. Tədqiqat qrupu güzgü texnologiyasını ayaqqabı qutusu ölçüsündə olan CubeSat peyklərinə uyğunlaşdırmaq üçün miqyasını azaltmağı hədəfləyir. Yüksək qətnaməli rentgen optikası hələ CubeSat-larda uçmayıb. Əgər uğurlu olarsa, bu texnologiya rentgen kosmik müşahidələrini daha əlçatan edə və kompakt rentgen astronomiyasında yeni bir fəsil aça bilər.