El diseño marca una desviación radical de los llamados telescopios espaciales de rayos X tipo Wolter, que se basan en espejos para dirigir los rayos X. En cambio, la óptica propuesta se construye apilando discos incrustados con anillos prismáticos, creado con fotorresistencia por litografía ultravioleta enfocada. Crédito:KTH The Royal Institute of Technology
Un tipo de telescopio espacial de rayos X radicalmente diferente ha sido diseñado por científicos en Suecia, utilizando técnicas ópticas avanzadas que se desarrollaron originalmente en la investigación de imágenes médicas.
El telescopio que enfoca los rayos X con una lente de prisma apilada única, se dio a conocer esta semana en un artículo en Astronomía de la naturaleza . Los investigadores, del KTH Royal Institute of Technology de Estocolmo, informan sobre cómo han prescindido de los espejos reflectores de luz en favor de una red de prismas de plástico diseñados por microingeniería.
Mats Danielsson, un investigador en tecnología médica de rayos X, y el astrofísico Mark Pearce, dicen que el diseño reduce la distancia focal y el peso del telescopio, permitiendo grandes áreas de recolección con alta resolución espacial para que las observaciones espaciales puedan profundizar en el universo y examinar objetos que ahora son demasiado débiles para ser detectados.
La técnica más utilizada para enfocar los rayos X en los telescopios espaciales es mediante el uso de una serie de espejos curvos que desvían gradualmente la luz hacia el punto focal. Debido a que esta luz es difícil de enfocar, la distancia focal de un telescopio de este tipo suele ser larga. Observatorio de rayos X Chandra de la NASA, por ejemplo, tiene una distancia focal de 10 m. Con la distancia focal más corta del telescopio KTH de menos de 50 cm, Danielsson dice que el sistema proporcionaría una mayor potencia óptica, doblando los rayos más bruscamente hacia el punto focal.
"Esto le permite construir un telescopio que puede recolectar más de mil veces más luz que la que pueden manejar los telescopios espaciales de rayos X actuales, ", Dice Danielsson." Otra ventaja es que tendrá una buena resolución espacial, lo que significa que puede ver más detalles en las fotografías que toma. Esto es importante para realizar interpretaciones físicas correctas ".
Una representación en sección transversal de cómo el nuevo diseño se diferencia de los telescopios de rayos X tipo Wolter. Un conjunto de discos con prismas de microingeniería guía el rayo hacia el punto focal, en lugar de espejos paraboloides e hiperboloides. Crédito:Wujun Mi
Los telescopios de rayos X se despliegan a bordo de naves espaciales, ya que los rayos X son absorbidos fácilmente por la atmósfera de la Tierra y no pueden observarse en el suelo. Por tanto, el tamaño y el peso de la carga útil son importantes. Uno de esos telescopios, la misión PoGO + que operó a una altitud de 40 km suspendida de un enorme globo lleno de helio, permitió a Pearce y sus colegas hacer nuevas observaciones de rayos X que se originan en las cercanías de un púlsar y un agujero negro, un estudio que espera desarrollar utilizando el nuevo diseño de telescopio.
"Esperamos desarrollar la nueva óptica liviana con Mats, ya que esto nos permitirá eventualmente construir un telescopio liviano y de gran área que produzca mediciones más precisas de las que son posibles en la actualidad".
La capacidad mejorada del sistema para recolectar luz revelará objetos demasiado débiles para ser vistos. "Veremos objetos extremadamente distantes en el universo temprano y también podremos descubrir nuevos objetos que nunca antes se habían observado con rayos X". "Dice Danielsson.
"Esto abre una ventana completamente nueva para responder preguntas básicas sobre el universo, " él dice.
En KTH ya se ha diseñado un primer prototipo de la técnica telescópica y se ha probado en un laboratorio. El siguiente paso es optimizar el diseño de las lentes y los sensores asociados, mecánica y electrónica. "Ahora es el momento de dar el paso de la primera prueba de principio a un módulo completamente desarrollado para un telescopio que se enviará al espacio, "Dice Danielsson.
