O projeto marca um afastamento radical dos chamados telescópios de raios-X espaciais do tipo Wolter, que dependem de espelhos para direcionar os feixes de raios-X. Em vez disso, as ópticas propostas são construídas empilhando discos incorporados com anéis prismáticos, criado com fotorresiste por litografia ultravioleta focalizada. Crédito:KTH The Royal Institute of Technology
Um tipo radicalmente diferente de telescópio espacial de raios-X foi projetado por cientistas na Suécia, usando técnicas ópticas avançadas que foram originalmente desenvolvidas na pesquisa de imagens médicas.
O telescópio, que focaliza os raios-X com uma lente de prisma empilhado exclusiva, foi revelado esta semana em um artigo em Astronomia da Natureza . Os pesquisadores, do KTH Royal Institute of Technology em Estocolmo, relatam como eles dispensaram os espelhos refletores de luz em favor de uma rede de prismas de plástico microengenharia.
Mats Danielsson, um pesquisador em tecnologia de raios-X médicos, e o astrofísico Mark Pearce, dizem que o design reduz o comprimento focal e o peso do telescópio, permitindo grandes áreas de coleta com alta resolução espacial para que as observações espaciais possam mergulhar mais fundo no universo e examinar objetos que agora estão muito fracos para serem detectados.
A técnica mais comumente usada para focalizar raios-X em telescópios espaciais é através do uso de uma série de espelhos curvos que gradualmente dobram a luz em direção ao ponto focal. Porque esta luz é difícil de focar, a distância focal de tal telescópio é normalmente longa. Chandra X-Ray Observatory, da NASA, por exemplo, tem uma distância focal de 10m. Com o comprimento focal mais curto do telescópio KTH de menos de 50 cm, Danielsson diz que o sistema forneceria maior potência óptica, dobrando os raios mais nitidamente para o ponto focal.
"Isso permite que você construa um telescópio que pode coletar mais de mil vezes mais luz do que os telescópios espaciais de raios-X de hoje podem controlar, "Danielsson diz." Outra vantagem é que terá boa resolução espacial, o que significa que você pode ver mais detalhes nas fotos que tira. Isso é importante para fazer interpretações físicas corretas. "
Uma representação de seção transversal de como o novo design difere dos telescópios de raios-X do tipo Wolter. Um conjunto de discos com prismas microengenharia orienta o feixe em direção ao ponto focal, em vez de espelhos parabolóides e hiperbolóides. Crédito:Wujun Mi
Os telescópios de raios-X são implantados a bordo de espaçonaves, uma vez que os raios-X são facilmente absorvidos pela atmosfera da Terra e não podem ser observados no solo. Portanto, o tamanho e o peso da carga útil são importantes. Um tal telescópio, a missão PoGO + que operou a uma altitude de 40 km suspensa por um enorme balão cheio de hélio, permitiu que Pearce e seus colegas fizessem novas observações de raios-X originados nas proximidades de um pulsar e um buraco negro - um estudo que ele espera desenvolver usando o novo design do telescópio.
"Estamos ansiosos para desenvolver a nova ótica leve com Mats, uma vez que isso nos permitirá construir uma grande área e um telescópio leve que produz medições mais precisas do que é possível hoje."
A capacidade aprimorada do sistema de coletar luz revelará objetos muito fracos para serem vistos. "Veremos objetos extremamente distantes no início do universo e também podemos descobrir novos objetos que nunca foram observados com raios-X, "Danielsson diz.
"Isso abre uma janela totalmente nova para responder a perguntas básicas sobre o universo, " ele diz.
Um primeiro protótipo da técnica telescópica já foi projetado no KTH e testado em laboratório. A próxima etapa é otimizar o design das lentes e sensores associados, mecânica e eletrônica. "Agora é a hora de dar o passo da primeira prova de princípio para um módulo totalmente desenvolvido para um telescópio a ser enviado ao espaço, "Danielsson diz.
