Статья "Из рентгеновской астрономии"

Фокусирующая рентгеновская оптика. Начиная с ранних ракетных наблюдений в 1962 г. и вплоть до запуска «ХЕАО-2» в 1978 г., основная схема приемника рентгеновского излучения оставалась неизменной. Это был все тот же счетчик Гейгера — наполненная газом трубка с тонким окном, которое препятствовало доступу фотонов видимого и ультрафиолетового диапазонов, но пропускало кванты рентгеновского излучения в интересующей области энергий. Такой детектор был прочным, несложным в изготовлении и обладал таким большим достоинством, как способность детектировать каждый падающий на него квант рентгеновского излучения. Его основными недостатками были недостаточная направленность и большой шумовой фон, вызванный гамма- и космическими лучами.

Проблему определения направления на рентгеновский источник пытались решить с помощью все более усложняемых систем заслонок [коллиматоров], которые обеспечивали угловое разрешение около 0,5° при полных обзорах неба. Более высокое разрешение могло достигаться путем ввода специальной системы щелей [типа проволочного коллиматора], но ценой этому была большая потеря в чувствительности [поскольку в этом случае входное отверстие детектора перекрывается системой перегородок, образующих систему щелей.

При этом оставалась основная проблема: если наблюдения с помощью рентгеновского детектора ограничены его шумовым фоном, то улучшение чувствительности будет только пропорциональным квадратному корню из величины увеличения в эффективной площади детектора. Так, например, один из самых больших когда-либо построенных научных-спутников «ХЕАО-1» имел высоту около 6 м, диаметр 2,4 м и массу 2700 кг. Однако из-за упомянутого физического ограничения его рентгеновские детекторы хотя и имели в 50 раз большую эффективную площадь, чем детекторы «Ухуру», но были лишь в 7 раз более чувствительными. Для того чтобы повысить в 1000 раз чувствительность инструментов типа установленных на «ХЕАО-1», потребовалось бы создать детекторы размерами в несколько квадратных километров.

Очевидно, что для дальнейшего прогресса рентгеновской астрономии потребовалось создать инструмент на совершенно отличных физических принципах. Значение орбитальной обсерватории «Эйнштейн» как раз и заключается в том, что в ней на практике осуществлено это главное направление развития техники рентгеновских наблюдений.

В других спектральных диапазонах, таких, как радио- и оптический, чувствительность инструмента повышалась путем непосредственного собирания большого числа квантов электромагнитного излучения с последующей концентрацией их в соответствующее*, изображение. В небольших оптических телескопах для этой цели могут использоваться стеклянные линзы, но они не годятся для рентгеновского диапазона, поскольку стекло лишь поглощает и нисколько не фокусирует рентгеновское излучение. В крупных радио- и оптических телескопах в качестве коллектора излучения предпочитают использовать чашеподобный рефлектор, но он также не подходит для рентгеновского диапазона, поскольку ни один рентгеновский луч, перпендикулярно или под крутым углом падающий на зеркало, фактически от него не отражается.

Еще в 30-х годах, однако, обнаружили, что рентгеновские лучи могут отражаться от гладкой поверхности, если при этом способствовать, чтобы они падали на нее под очень незначительными углами, т. е. при так называемом скользящем падении. Оптические системы, которые основываются на отражении при скользящем падении на параболические поверхности, изучались в начале 50-х годов, в частности, Гансом Уолтером (Кильский университет), стремившимся разработать на этом принципе рентгеновский микроскоп. Его попытки в конце концов оказались тщетными, поскольку практически невозможно было отшлифовать малые несферические поверхности с точностью до нескольких ангстрем.

+2
16:32
566
RSS
Нет комментариев. Ваш будет первым!