Wolterův dalekohled

Wolter teleskop je typem reflexní dalekohledu používané v oblasti rentgenového záření . Aby byl dalekohled v tomto spektrálním pásmu efektivní, je tvořen zrcadly používanými při dopadu pastvy.

Zásady

V oblasti viditelného světla je možné použít čočky z optického skla v refrakčních systémech nebo zrcadlech, k lomu nebo odrazu obvykle dochází v tomto rozsahu vlnových délek, což umožňuje určitou volnost ve vývoji dalekohledů, ačkoli většina je v současné době tvořena zrcadly.

V oblasti rentgenových paprsků , charakterizovaných krátkými vlnovými délkami, záření prochází sklem zrcadel, aniž by se odráželo. Ve skutečnosti je vlnová délka záření X kratší než průměrná vzdálenost mezi atomy. Tuto vzdálenost však lze zmenšit nárazem na materiál s menším dopadem. Při úhlu dopadu 0,1 ° je tedy vlnová délka 10 × 10–10  m 5krát delší než průměrná vzdálenost mezi atomy. Pro správné vychýlení rentgenových paprsků je proto nutné pracovat na dopadu pastvy. Mluvíme o „odrazu dopadu pastvy“. Incidence umožňující odraz klesá s tím, jak se vlnová délka zkracuje a energie rentgenového záření se zvyšuje: při 20 keV musí být úhel mezi zrcadlovým povrchem a dopadajícím paprskem 0,25 ° a při 70  keV pouze 0,07 °

První optika využívající zrcátka dopadající na pastvu byla vyrobena v roce 1948 , ale tato má nízké úhlové rozlišení. Hans Wolter  (en) vyvinul v roce 1952 tři typy optiky zvané Wolterova optika typu I, II a III, které kombinují dvě konfokální zrcadla vykazující symetrii revoluce ( paraboloid , hyperboloid nebo elipsoid ): záření emitované ze zdroje nekonečna se odráží postupně pomocí dvou zrcadel k vytvoření obrazu na společném ohnisku obou zrcadel.

Typ I je prakticky jediný použitý, protože jeho ohnisková vzdálenost je menší a umožňuje vnoření několika zrcadel (nazývaných skořápky nebo skořápky), čímž se zvyšuje sběrná plocha. Získaná optika je na optické ose dokonale stigmatická , nepředstavuje aberaci sférickosti a splňuje podmínku sinusu Abbe , to znamená, že systém vytváří obraz bez aberace komatu . Kvalita obrazu je omezena vadami krystalů v zrcadlovém povrchu.

Implementace

Wolterův dalekohled se používá hlavně v astronomii X  : záření X je zachyceno zemskou atmosférou, takže pozorování tohoto typu záření mohou provádět pouze dalekohledy vyslané do vesmíru .

První vesmírnou observatoří využívající optiku Wolter typu I je Einsteinův dalekohled, který byl na oběžnou dráhu uveden v roce 1978. Jeho sběrná plocha je 300  cm 2 pro energie pod 2  keV  ; klesne na 50  cm 2 při energii 3,5  keV . Energetický limit byl během 90. let zvýšen na 100  keV pomocí zrcadel pokrytých vícevrstvým zpracováním, které zvýšilo odrazivost . Několik vesmírných observatoří využívajících stále účinnější Wolterova zrcadla navazuje na Einsteina: Rosat (1990), BeppoSAX (1996), XMM-Newton (1999), Chandra (1999), NuSTAR (2012).

Poznámky a odkazy

  1. Chauvin 2011 , s.  8-9
  2. (De) „  Wolter  “ , Deutscher Patent und Markenamt (přístup k 15. lednu 2014 )
  3. Pierre Léna , Daniel Rouan a kol. , Pozorování v astrofyzice , Les Ulis / Paříž, edice EDP Sciences / CNRS,2008, 742  s. ( ISBN  978-2-86883-877-3 ) , str.  210-212

Bibliografie

Podívejte se také

Související články

externí odkazy