掠射X射线望远镜

掠射Ⅹ射线望远镜

一种使天体X辐射成像的仪器。X射线很易被介质吸收﹐且在介质中其折射率近于1。这表明﹐折射系统不可能用在X射线波段﹐而X射线在非常倾斜的掠射角下将产生全反射。掠射 X射线望远镜就是利用这种全反射原理设计而成的。

简介

1952年﹐沃尔特首先建议利用X射线掠射的全反射现象来进行光学聚焦﹐使用两个同轴共焦旋转圆锥曲面组合构成的光学系统﹐可以减少像差。他还提出三种有实用意义的成像系统方案

X 射线望远镜的辐射接收器有乳胶(胶卷或干板)﹑正比计数器﹑X射线图像转换器等。乳胶是使用最广泛﹑历史最长的辐射接收器﹐它可以积累与储存太阳像﹐能充分地利用观测时间﹐使用方便。迄今在X射线天文观测中仍占相当重要的地位。使用乳胶记录方法的不利之处在于它的效率很低﹐需要较长的累积时间。在空间探测上使用受到限制。利用X射线图像转换器作为X光望远镜的辐射接收装置没有这些缺点。在 X射线天文中已经使用的X射线图像转换器有两种﹕微通道板(MCP)﹐是根据二次电子发射的原理由许多极细的高铅玻璃管构成的﹔闪烁晶体﹐一些透明的晶体(如碘化钠或塑料)在吸收X光子后﹐原子(或分子)被激发(或电离)﹐它们在核态向低能态过渡中发射出可见辐射﹐即可用通常光导摄像管﹑正摄像管﹑二次电子电导摄像管来拍摄。位置灵敏正比计数器是一般正比计数器的变型﹐是使用许多平行金属丝获得信息的计数器﹐它灵敏度高﹑分辨率低﹐适合探测十分微弱挠钪锿射线展源。

应用

在恒星X射线天文学中使用的掠射X射线望远镜﹐在结构上与太阳 X射线望远镜相似。由于恒星的辐射流量比太阳弱得多﹐因而恒星掠射X射线望远镜要求有更大的有效集光面积和更灵敏的探测器。为了探测宇宙中较弱X射线源

分类

X射线望远镜光学系统一般采用沃尔特Ⅰ型──抛物面焦点与双曲面的后焦点重合的同轴光学系统。其焦平面通过双曲面的前焦点。按照制作工艺来划分,X射线望远镜的研制已经历三代。第一代镜面是铝制的,效率为1%，1963年用这种望远镜拍摄到分辨率为几角分的照片,可看出太阳上存在着X射线发射区。第二代镜面是在光学抛光的不锈钢模上电铸镍，它的效率在8.3埃处约为20%。1965年，曾用它摄得太阳像,分辨率为30,发现大面积弱发射区。第三代镜面已在天空实验室的望远镜装置上使用，一个是利用熔石英做镜面材料，另一个是由两套同轴共焦系统进行套迭组成。镜坯采用铝材，表面镀镍磷合金，分辨率可达1～2，能观测到许多日冕亮点。

发展现状

当太阳爆发时,在短时间内向行星际空间释放大量物质,这些物质包括磁场、粒子、电磁波等.当这些行星际物质遇到地球时,会对地球空间环境产生扰动,例如磁层粒子通量的增强、地磁场扰动、电离层变化等,对在轨航天器、输电网络、航海、短波通信等都会产生一定的影响,甚至还能造成系统失效,这种事例时有发生，认识到太阳对人类活动的巨大影响,美国在20世纪90年代就率先提出了国家空间天气战略计划,目的是建立从太阳源头、磁层、中高层大气到地面的立体空间监测网络,预测太阳活动、行星际扰动及磁层、电离层、中高层大气的变化.在美国天基网的建设中,重要的一项就是在GOEs—M气象卫星上安装太阳x射线成像仪(sxI),对空间天气变化的源头进行连续的成像观测,增强对太阳活动触发机制的理解和太阳活动的预测能力.太阳x射线波段的观测起到重要的作用。

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