تلسكوب الأشعة السينية

📅 آخر تحديث: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 9 صور
الموسوعة الحرة
لا يزال مرصد تشاندرا للأشعة السينية ، الذي أطلقته وكالة ناسا في عام 1999، يعمل حتى عام 2024.

تلسكوب الأشعة السينية ( XRT ) هو تلسكوب مصمم لرصد الأجسام البعيدة في طيف الأشعة السينية . تمتص الغلاف الجوي للأرض الأشعة السينية ، لذا يجب نقل أجهزة الكشف عن الأشعة السينية إلى ارتفاعات عالية بواسطة البالونات والصواريخ الصوتية والأقمار الصناعية .

تتكون العناصر الأساسية للتلسكوب من البصريات ( التركيز أو التجميع )، التي تجمع الإشعاع الداخل إلى التلسكوب، والكاشف ، الذي يجمع الإشعاع ويقيسه. وقد استُخدمت تصاميم وتقنيات متنوعة لهذه العناصر.

تتكون العديد من تلسكوبات الأشعة السينية الموجودة على الأقمار الصناعية من أنظمة تلسكوب كاشف صغيرة متعددة تتكامل قدراتها أو تكمل بعضها البعض، وعناصر ثابتة أو قابلة للإزالة إضافية [ 1 ] [ 2 ] (مرشحات، مطيافات) تضيف وظائف إلى الجهاز.

تاريخ تلسكوبات الأشعة السينية

قمر أوهورو الصناعي للأشعة السينية
صورة لبقايا المستعر الأعظم كاسيوبيا أ ، التقطها أول تلسكوب تصوير بالأشعة السينية، مرصد أينشتاين .

استُخدمت تلسكوبات الأشعة السينية لأول مرة في علم الفلك لرصد الشمس ، التي كانت المصدر الوحيد في السماء الساطع بدرجة كافية في نطاق الأشعة السينية لتتمكن تلك التلسكوبات المبكرة من رصدها. ولأن الشمس شديدة السطوع في نطاق الأشعة السينية، فقد اعتمدت التلسكوبات المبكرة على عنصر تركيز صغير، وكان يتم رصد الأشعة السينية باستخدام فيلم فوتوغرافي. التقط جون ف. ليندسي من مركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا وزملاؤه أول صورة بالأشعة السينية للشمس من تلسكوب محمول على صاروخ في عام 1963. وفي أوائل سبعينيات القرن الماضي، أُطلق أول تلسكوب مداري للأشعة السينية على متن سكايلاب، وسجل أكثر من 35000 صورة كاملة لقرص الشمس على مدى تسعة أشهر. [ 3 ]

أطلقت وكالة ناسا أول قمر صناعي متخصص في الأشعة السينية، وهو القمر الصناعي أوهورو ، في عام 1970. وقد رصد 339 مصدراً للأشعة السينية خلال فترة تشغيله التي امتدت 2.5 سنة. [ 4 ]

كان مرصد أينشتاين ، الذي أُطلق عام 1978، أول مرصد تصوير بالأشعة السينية. وقد التقط صورًا عالية الدقة بالأشعة السينية في نطاق طاقة يتراوح بين 0.1 و4 كيلو إلكترون فولت لنجوم من جميع الأنواع، وبقايا المستعرات العظمى، والمجرات، وتجمعات المجرات. ومن المشاريع الكبيرة الأخرى مشروع روسات (الذي عمل من عام 1990 إلى عام 1999)، وهو مرصد فضائي للأشعة السينية الثقيلة مزود ببصريات تركيز الأشعة السينية، بالإضافة إلى مشروع إكسوسات الأوروبي . [ 4 ]

أطلقت وكالة ناسا مرصد تشاندرا للأشعة السينية عام 1999، وهو يعمل منذ أكثر من 25 عامًا في مدار بيضاوي عالي، حيث يرسل آلاف الصور بدقة 0.5 ثانية قوسية وأطياف عالية الدقة لجميع أنواع الأجرام الفلكية في نطاق الطاقة من 0.5 إلى 8.0 كيلو إلكترون فولت. وتفوق دقة تشاندرا دقة مرصد روسات بنحو 50 مرة. [ 3 ]

أقمار صناعية نشطة لرصد الأشعة السينية

تشمل الأقمار الصناعية المستخدمة اليوم مرصد إكس إم إم نيوتن التابع لوكالة الفضاء الأوروبية (الذي يرصد الأشعة السينية منخفضة إلى متوسطة الطاقة من 0.1 إلى 15 كيلو إلكترون فولت)، ومرصد سويفت التابع لوكالة ناسا ، ومرصد تشاندرا، وتلسكوب إكس بي إي . وقد أطلقت وكالة استكشاف الفضاء اليابانية (جاكسا) تلسكوب إكس آر آي إس إم ، بينما أطلقت منظمة أبحاث الفضاء الهندية (إيسرو) القمر الصناعي أديتيا-إل 1 والقمر الصناعي إكس بو سات .

تحمل المركبة الفضائية GOES 14 على متنها جهاز تصوير الأشعة السينية الشمسية لرصد أشعة الشمس السينية بهدف الكشف المبكر عن التوهجات الشمسية، والانبعاثات الكتلية الإكليلية، وغيرها من الظواهر التي تؤثر على البيئة الجيوفضائية. [ 5 ] وقد أُطلقت إلى مدارها في 27 يونيو 2009، الساعة 22:51 بتوقيت غرينتش من مجمع الإطلاق الفضائي 37B في قاعدة كيب كانافيرال الجوية .

تم إطلاق تلسكوب التعديل الصيني للأشعة السينية الصلبة في 15 يونيو 2017 لرصد الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية والنوى المجرية النشطة وغيرها من الظواهر بناءً على انبعاثاتها من الأشعة السينية وأشعة جاما. [ 6 ]

أُطلق القمر الصناعي "عين الكركند" للأشعة السينية في 25 يوليو/تموز 2020 من قِبل وكالة الفضاء الصينية (CNSA) ، ليصبح بذلك أول تلسكوب مداري يستخدم تقنية التصوير "عين الكركند" ذات مجال الرؤية الواسع للغاية للبحث عن إشارات المادة المظلمة في نطاق طاقة الأشعة السينية. [ 7 ] أُطلق جهاز "عين الكركند" للتصوير الفلكي في 27 يوليو/تموز 2022 كنموذج تجريبي لتقنية مسبار أينشتاين ، الذي أُطلق في 9 يناير/كانون الثاني 2024، والمخصص لدراسة الفيزياء الفلكية عالية الطاقة في المجال الزمني . [ 8 ] أما مرصد "مراقبة الأجسام المتغيرة في الفضاء" ، الذي أُطلق في 22 يونيو/حزيران 2024، فهو مُوجَّه لدراسة انفجارات النجوم الضخمة وتحليل انفجارات أشعة غاما . [ 9 ]

يوجد تلسكوب تصوير شمسي بالأشعة السينية اللينة على متن القمر الصناعي للأرصاد الجوية GOES-13 الذي تم إطلاقه باستخدام صاروخ دلتا IV من كيب كانافيرال LC37B في 24 مايو 2006. [ 10 ] ومع ذلك، لم تكن هناك صور GOES 13 SXI منذ ديسمبر 2006.

يحمل القمر الصناعي الروسي الألماني "سبيكتر-آر جي" مصفوفة تلسكوبات "إيروسيتا " بالإضافة إلى تلسكوب "آر تي-إكس سي" . أطلقته وكالة الفضاء الروسية "روسكوزموس" في 13 يوليو 2019 من قاعدة بايكونور، وبدأ بجمع البيانات في أكتوبر 2019.

بصريات

إحدى مرايا حركة XRISM مصنوعة من 203 رقائق معدنية.

أكثر الطرق شيوعًا في بصريات الأشعة السينية هي المرايا ذات زاوية السقوط المائلة والفتحات المتوازية . ولا يُعرف سوى ثلاثة أشكال هندسية تستخدم انعكاس الأشعة السينية بزاوية سقوط مائلة لإنتاج صور الأشعة السينية: نظام وولتر ، ونظام كيركباتريك-بايز ، وبصريات عين الكركند . [ 11 ]

مرايا التركيز

تركيز الأشعة السينية بالانعكاس المائل

اقترح ريكاردو جياكوني وبرونو روسي ، مؤسسا علم فلك الأشعة السينية خارج المجموعة الشمسية، مرآة مكافئة بسيطة في عام 1960. يُستخدم هذا النوع من المرايا غالبًا كعاكس رئيسي في التلسكوبات البصرية. مع ذلك، ستكون صور الأجسام خارج المحور ضبابية للغاية. في عام 1952، أثبت الفيزيائي الألماني هانز وولتر أن الانعكاس عن مزيج من عنصرين، أحدهما مكافئ والآخر زائد، سيكون أكثر فعالية بكثير في تطبيقات علم فلك الأشعة السينية. وصف وولتر ثلاثة تكوينات تصوير مختلفة، هي النوع الأول والثاني والثالث . يُعدّ النوع الأول هو الأكثر شيوعًا بين علماء فلك الأشعة السينية نظرًا لبساطة تكوينه الميكانيكي. إضافةً إلى ذلك، يتيح تصميم النوع الأول إمكانية دمج عدة تلسكوبات داخل بعضها، مما يزيد من مساحة الانعكاس المفيدة. أما النوع الثاني من وولتر، فهو مفيد فقط كجهاز تصوير ضيق المجال أو كعدسة لمطياف تشتتي. لم يُستخدم تلسكوب وولتر من النوع الثالث مطلقًا في علم الفلك بالأشعة السينية. [ 12 ]

فيما يتعلق بالبصريات المتوازية، تسمح البصريات المركزة بما يلي:

  • تصوير عالي الدقة
  • حساسية التلسكوب العالية: نظرًا لتركيز الإشعاع على مساحة صغيرة، فإن نسبة الإشارة إلى الضوضاء تكون أعلى بكثير بالنسبة لهذا النوع من الأجهزة.

يمكن صنع المرايا من السيراميك أو رقائق معدنية [ 13 ] مطلية بطبقة رقيقة من مادة عاكسة (عادةً الذهب أو الإيريديوم ). وتعمل المرايا القائمة على هذا التصميم على أساس الانعكاس الكلي للضوء عند سقوطه بزاوية مائلة.

تُعاني هذه التقنية من محدودية نطاق الطاقة نظرًا لأن الزاوية الحرجة للانعكاس الكلي تتناسب عكسيًا مع طاقة فوتونات الأشعة السينية، مما يعني أن الفوتونات ذات الطاقة الأعلى تتطلب زوايا سقوط أصغر، وبالتالي تصميمات تلسكوبات أطول. [ 14 ] كان الحد الأقصى في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين مع مرصدي تشاندرا وإكس إم إم نيوتن للأشعة السينية حوالي 15 كيلو إلكترون فولت (keV). [ 15 ] وباستخدام مرايا جديدة متعددة الطبقات مطلية، رفعت مرآة الأشعة السينية لتلسكوب نوستار هذا الحد إلى 79 كيلو إلكترون فولت. [ 15 ] وللانعكاس عند هذا المستوى، طُليت طبقات الزجاج بطبقات متعددة من التنجستن (W)/ السيليكون (Si) أو البلاتين (Pt)/ كربيد السيليكون (SiC). [ 15 ]

بصريات التجميع

بينما كانت تلسكوبات الأشعة السينية السابقة تستخدم تقنيات تجميع بسيطة (مثل المجمعات الدوارة، والمجمعات السلكية)، [ 16 ] فإن التقنية الأكثر استخدامًا في الوقت الحاضر تعتمد على أقنعة الفتحة المشفرة . تستخدم هذه التقنية شبكة مسطحة ذات نمط فتحة أمام الكاشف. بالمقارنة مع تلسكوبات زاوية السقوط المماسية (التركيز)، يوفر هذا التصميم مجال رؤية أوسع ويمكن استخدامه عند طاقات أعلى، مما يجعله أكثر فائدة لتصوير الأشعة السينية وأشعة جاما "الصلبة" (عالية الطاقة)، ​​حيث تتجاوز طاقة الفوتون 10-20 كيلو إلكترون فولت. [ 17 ] من ناحية أخرى، فإن تلسكوبات الفتحة المشفرة أقل حساسية من تقنيات زاوية السقوط المماسية، مما يعني أنه قد يُفضل استخدام الأخيرة لتصوير الأشعة السينية ذات الطاقة المنخفضة. [ 18 ]

من أمثلة تلسكوبات الأشعة السينية التي تستخدم فتحات مشفرة: مرصد الوميض فائق السرعة (أُطلق عام 2016)، [ 19 ] وجهاز تصوير تيلوريد الكادميوم والزنك (CZTI) على متن القمر الصناعي أستروسات (أُطلق عام 2015)، [ 20 ] وكاميرا ECLAIRs على متن مرصد الأجسام المتغيرة في الفضاء (أُطلق عام 2024). [ 21 ]

الكشف عن الأشعة السينية وتصويرها

تبدأ الأشعة السينية عند ~0.008 نانومتر وتمتد عبر الطيف الكهرومغناطيسي إلى ~8 نانومتر، والتي يكون الغلاف الجوي للأرض معتمًا فوقها .
صورة تشاندرا لكوكب زحل ( يسارًا) وصورة هابل البصرية لكوكب زحل (يمينًا). طيف الأشعة السينية لكوكب زحل مشابه لطيف الأشعة السينية الصادرة من الشمس . ١٤ أبريل ٢٠٠٣

تتميز الأشعة السينية بنطاق واسع من حيث الطول الموجي (من 8  نانومتر إلى 8 بيكومتر)، والتردد (من 50 بيتاهرتز إلى 50 إكهيرتز)، والطاقة (من 0.12 إلى 120 كيلو إلكترون فولت). وبالنسبة لدرجة الحرارة، فإن 1 إلكترون فولت يساوي 11604 كلفن. وبالتالي، فإن الأشعة السينية (من 0.12 إلى 120 كيلو إلكترون فولت) تعادل درجة حرارة تتراوح بين 1.39 مليون و1.39 مليار كلفن. وتُصنف الأشعة السينية ذات الأطوال الموجية من 10 إلى 0.1 نانومتر (من 0.12 إلى 12 كيلو إلكترون فولت  تقريبًا) على أنها أشعة سينية لينة، بينما تُصنف الأشعة السينية ذات الأطوال الموجية من 0.1 إلى 0.01  نانومتر (من 12 إلى 120 كيلو إلكترون فولت تقريبًا) على أنها أشعة سينية صلبة.

يقع نطاق الأشعة فوق البنفسجية ضمن نطاق الطيف الكهرومغناطيسي المرئي . ويصف مشروع معيار المنظمة الدولية للتوحيد القياسي (ISO) الخاص بتحديد الإشعاع الشمسي (ISO-DIS-21348) [ 22 ] نطاق الأشعة فوق البنفسجية بأنه يتراوح بين 10  نانومتر و400  نانومتر تقريبًا. ويُشار إلى الجزء الأقرب إلى الأشعة السينية غالبًا باسم "الأشعة فوق البنفسجية القصوى" ( EUV أو XUV). عند امتصاص فوتون من الأشعة فوق البنفسجية القصوى، تتولد إلكترونات ضوئية وإلكترونات ثانوية نتيجة التأين ، تمامًا كما يحدث عند امتصاص الأشعة السينية أو حزم الإلكترونات بواسطة المادة. [ 23 ]

تغير التمييز بين الأشعة السينية وأشعة غاما في العقود الأخيرة. في الأصل، كان الإشعاع الكهرومغناطيسي المنبعث من أنابيب الأشعة السينية يتميز بطول موجي أطول من الإشعاع المنبعث من النوى المشعة (أشعة غاما). [ 24 ] لذا، ميزت المراجع القديمة بين الأشعة السينية وأشعة غاما بناءً على الطول الموجي، حيث عُرّف الإشعاع الأقصر من طول موجي محدد، مثل 10⁻¹¹ متر ، بأنه أشعة غاما. [ 25 ] مع ذلك، ومع اكتشاف مصادر "الأشعة السينية" ذات الطيف المتصل والأطوال الموجية الأقصر، مثل المسرعات الخطية ، ومصادر "أشعة غاما" ذات الأطوال الموجية الأطول، تداخلت نطاقات الأطوال الموجية إلى حد كبير. يُفرّق الآن بين نوعي الإشعاع عادةً من خلال مصدرهما: تنبعث الأشعة السينية من الإلكترونات خارج النواة، بينما تنبعث أشعة غاما من النواة نفسها . [ 24 ] [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]

على الرغم من أن الأشعة السينية الأكثر طاقة، أي الفوتونات التي تزيد طاقتها عن 30 كيلو إلكترون فولت (4800 أتو جول)، قادرة على اختراق الغلاف الجوي للأرض لمسافات لا تقل عن بضعة أمتار، إلا أن الغلاف الجوي سميك لدرجة تجعل اختراقها من الفضاء الخارجي إلى سطح الأرض شبه مستحيل. ويمكن إيقاف الأشعة السينية التي تتراوح طاقتها بين 0.5 و5 كيلو إلكترون فولت (80 إلى 800 أتو جول)، حيث تُصدر معظم الأجرام السماوية الجزء الأكبر من طاقتها، ببضع ورقات فقط؛ إذ يتم امتصاص 90% من الفوتونات في حزمة من الأشعة السينية بطاقة 3 كيلو إلكترون فولت (480 أتو جول) عند مرورها عبر 10  سنتيمترات فقط من الهواء.

عدادات تناسبية

العداد النسبي هو نوع من كاشفات التأين الغازية ، يقوم بعدّ جسيمات الإشعاع المؤين وقياس طاقتها. ويعمل وفق نفس مبدأ عداد جايجر-مولر ، ولكنه يستخدم جهد تشغيل أقل . تتكون جميع عدادات الأشعة السينية النسبية من خلية غازية مزودة بنافذة. [ 29 ] غالبًا ما تُقسّم هذه الخلية إلى عدد من المناطق ذات المجال الكهربائي المنخفض والعالي بواسطة ترتيب معين للأقطاب الكهربائية.

تم استخدام العدادات التناسبية في جهاز EXOSAT ، [ 30 ] وفي الجزء الأمريكي من مهمة أبولو-سويوز (يوليو 1975)، وفي جهاز TOURNESOL الفرنسي . [ 31 ]

جهاز مراقبة الأشعة السينية

تعني المراقبة عمومًا معرفة حالة النظام. يُطلق على الجهاز الذي يعرض أو يرسل إشارة لعرض ناتج الأشعة السينية من مصدر مُولِّد للأشعة السينية، بهدف معرفة حالة المصدر، اسم جهاز مراقبة الأشعة السينية في التطبيقات الفضائية. فعلى سبيل المثال، في مهمة أبولو 15 في مدارها فوق القمر ، استُخدم جهاز مراقبة الأشعة السينية لمتابعة التغيرات المحتملة في شدة الأشعة السينية الشمسية وشكلها الطيفي أثناء رسم خريطة لسطح القمر فيما يتعلق بتركيبه الكيميائي الناتج عن إنتاج الأشعة السينية الثانوية . [ 32 ]

كان جهاز مراقبة الأشعة السينية الخاص بمشروع سولويند ، والذي يحمل الاسم NRL-608 أو XMON، ثمرة تعاون بين مختبر الأبحاث البحرية ومختبر لوس ألاموس الوطني . ويتكون الجهاز من عدادين تناسبيين من غاز الأرجون.

كاشف الوميض

بلورة وميضية محاطة بمجموعات متنوعة من كاشفات الوميض

المادة المتلألئة هي مادة تُظهر خاصية التلألؤ [ 33 ] عند إثارتها بالإشعاع المؤين . تمتص المواد المتلألئة، عند اصطدامها بجسيم وارد، مثل فوتون الأشعة السينية، طاقته وتتلألأ، أي تعيد إصدار الطاقة الممتصة على شكل وميض ضوئي صغير، عادةً في نطاق الضوء المرئي.

استُخدم كاشف الأشعة السينية الوميضي على متن المركبة الفضائية فيلا 5A وشقيقتها فيلا 5B ؛ [ 34 ] أما تلسكوب الأشعة السينية الموجود على متن المركبة الفضائية أو إس أو 4، فكان يتألف من بلورة وميضية رقيقة واحدة من يوديد الصوديوم المنشط بالثاليوم (NaI(Tl)) بالإضافة إلى مجموعة أنابيب ضوئية مُغلفة بدرع مضاد للتزامن من يوديد السيزيوم المنشط بالثاليوم (CsI(Tl)). وحملت المركبة أو إس أو 5 بلورة وميضية من يوديد السيزيوم. بلغ سمك البلورة المركزية 0.635  سم، ومساحة حساسيتها 70 سم²  ، وكان يتم رصدها من الخلف بواسطة زوج من أنابيب التضخيم الضوئي.

احتوى جهاز PHEBUS على كاشفين مستقلين، يتألف كل منهما من بلورة جرمانات البزموت (BGO) بقطر 78 مم  وسماكة 120 مم. [ 31 ] أما جهاز KONUS-B، فكان يتألف من سبعة كواشف موزعة حول المركبة الفضائية، تستجيب للفوتونات ذات طاقة تتراوح بين 10 كيلو إلكترون فولت و8 ميجا إلكترون فولت. وتتكون هذه الكواشف من بلورات وميضية من يوديد الصوديوم (NaI (Tl)) بقطر 200 مم وسماكة 50 مم خلف نافذة دخول من البريليوم . وحملت المركبة Kvant-1 جهاز HEXE، أو تجربة الأشعة السينية عالية الطاقة، الذي استخدم مزيجًا من يوديد الصوديوم ويوديد السيزيوم.     

مجمع تعديل

في الإلكترونيات ، التضمين هو عملية تغيير شكل موجي بالنسبة لشكل موجي آخر. في "مُجمِّع التضمين"، يتم تقليل سعة (شدة) الأشعة السينية الواردة بوجود اثنين أو أكثر من "شبكات الحيود" المصنوعة من أسلاك متوازية، والتي تحجب أو تقلل بشكل كبير ذلك الجزء من الإشارة الساقطة على الأسلاك.

جهاز تجميع الأشعة السينية هو جهاز يقوم بتصفية تيار الأشعة السينية بحيث لا يُسمح إلا بمرور تلك الأشعة التي تسير بالتوازي مع اتجاه محدد.

اخترع مينورو أودا ، رئيس جامعة طوكيو لعلوم المعلومات، جهاز التجميع المعدِّل، الذي استُخدم لأول مرة لتحديد نظير Sco X-1 في عام 1966، مما أدى إلى تحديد أدق مواقع لمصادر الأشعة السينية المتاحة، قبل إطلاق تلسكوبات التصوير بالأشعة السينية. [ 35 ]

حملت المركبة الفضائية SAS 3 مجمعات تعديل (2-11 كيلو إلكترون فولت) ومجمعات شرائح وأنبوب (من 1 إلى 60 كيلو إلكترون فولت). [ 36 ]

كان على متن مرصد غرانات أربعة أجهزة WATCH قادرة على تحديد مواقع المصادر الساطعة في نطاق طاقة يتراوح بين 6 و180 كيلو إلكترون فولت بدقة تصل إلى 0.5 درجة باستخدام مُجمِّع تعديل الدوران. وقد غطت مجالات الرؤية الثلاثة لهذه الأجهزة مجتمعةً ما يقارب 75% من السماء. [ 31 ]

يقوم جهاز التصوير الطيفي الشمسي عالي الطاقة (RHESSI)، التابع للمستكشف 81، بتصوير التوهجات الشمسية من الأشعة السينية اللينة إلى أشعة غاما (من حوالي 3 كيلو إلكترون فولت إلى حوالي 20 ميغا إلكترون فولت). وتعتمد قدرته على التصوير على تقنية تحويل فورييه باستخدام مجموعة من 9 مجمعات تعديل دورانية .

مطياف الأشعة السينية

كان لدى المركبة الفضائية OSO 8 على متنها مطياف أشعة سينية من بلورة الجرافيت، بنطاق طاقة من 2 إلى 8 كيلو إلكترون فولت، ومجال رؤية 3 درجات.

غطى مطياف الأشعة السينية Granat ART-S نطاق الطاقة من 3 إلى 100 كيلو إلكترون فولت ، بزاوية رؤية 2° × 2°. يتكون الجهاز من أربعة كواشف تعتمد على أغشية البوليمرات متعددة الأسلاك الطيفية ، مما يوفر مساحة فعالة تبلغ 2400 سم² عند 10 كيلو إلكترون فولت و800 سم² عند 100 كيلو إلكترون فولت . وكانت الدقة الزمنية 200 ميكروثانية . [ 31 ]     

صُمم مطياف الأشعة السينية الموجود على متن المركبة الفضائية ISEE-3 لدراسة كل من التوهجات الشمسية وانفجارات أشعة غاما الكونية ضمن نطاق طاقة يتراوح بين 5 و228 كيلو إلكترون فولت. وتألفت التجربة من كاشفين أسطوانيين للأشعة السينية: عداد تناسبي مملوء بالزينون يغطي نطاق طاقة من 5 إلى 14 كيلو إلكترون فولت، وميضي من يوديد الصوديوم المنشط بالثاليوم يغطي نطاق طاقة من 12 إلى 1250 كيلو إلكترون فولت.

أجهزة CCD

تستخدم معظم تلسكوبات الأشعة السينية الحالية كواشف CCD ، المشابهة لتلك الموجودة في كاميرات الضوء المرئي. في الضوء المرئي، يمكن لفوتون واحد أن يُنتج إلكترونًا واحدًا مشحونًا في البكسل، وتتكون الصورة من خلال تراكم العديد من هذه الشحنات من فوتونات متعددة خلال فترة التعريض. عندما يصطدم فوتون الأشعة السينية بكاشف CCD، فإنه يُنتج شحنة كافية (من مئات إلى آلاف الإلكترونات، تتناسب مع طاقته) بحيث يمكن قياس طاقات الأشعة السينية الفردية عند قراءة البيانات.

المسعرات الحرارية الدقيقة

لا تستطيع أجهزة قياس السعرات الحرارية الدقيقة اكتشاف الأشعة السينية إلا فوتون واحد في كل مرة (لكنها تستطيع قياس طاقة كل منها).

مستشعرات حافة الانتقال

تُمثل مستشعرات حافة الانتقال الخطوة التالية في قياس السعرات الحرارية الدقيقة. وهي عبارة عن معادن فائقة التوصيل تُحفظ بالقرب من درجة حرارة انتقالها. هذه هي درجة الحرارة التي تصبح عندها هذه المعادن فائقة التوصيل، وتنخفض مقاومتها إلى الصفر. عادةً ما تكون درجات حرارة الانتقال هذه أعلى بقليل من الصفر المطلق (عادةً أقل من 10 كلفن ).

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "تشاندرا  :: حول تشاندرا  :: الأدوات العلمية" . chandra.si.edu . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19-02-2016 .
  2. ↑ "الأجهزة" . sci.esa.int . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19-02-2016 .
  3. 1 2 "نبذة تاريخية عن تلسكوبات الأشعة السينية" . imagine.gsfc.nasa.gov . تم الاطلاع عليه في 7 يناير 2024 .المجال العامتتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للعموم .
  4. 1 2 "مراصد الأشعة السينية - نظرة عامة" . مراجعات علم الفلك الجديد . ساينس دايركت . تم الاسترجاع في 1 مارس 2025 .
  5. ↑ "جهاز تصوير الأشعة السينية الشمسية التابع لـ GOES" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 12 نوفمبر 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 يناير 2024 .
  6. ↑ روي سي. باربوسا (14 يونيو 2017). "الصين تطلق تلسكوبًا للأشعة السينية عبر الصاروخ لونغ مارش 4B" . NASASpaceFlight.com . تاريخ الاطلاع: 23 أغسطس 2020 .
  7. ↑ "إطلاق أول قمر صناعي في العالم للأشعة السينية اللينة بتقنية تصوير "عين الكركند" . copernical.com. 26 يوليو 2020. مؤرشف من الأصل في 12 مارس 2022. تم الاطلاع عليه في 23 أغسطس 2020 .
  8. ↑ " انطلاق مسبار أينشتاين في مهمة لرصد سماء الأشعة السينية" . www.esa.int
  9. ^ "سفوم" . تم الاسترجاع في 14 يناير 2024 .
  10. ↑ ويد م. "التسلسل الزمني - الربع الثاني من عام 2006" . مؤرشف من الأصل في 2 سبتمبر 2003.
  11. ↑ ريتشارد ويلينجال (يوليو 2021). "بصريات عين الكركند". في: ستيرنبرغ، أميل؛ بوروز، ديفيد ن. (محرران). دليل WSPC للأجهزة الفلكية: المجلد 4: أجهزة الأشعة السينية الفلكية . المجلد 4. شركة وورلد ساينتيفيك للنشر المحدودة. الصفحات 33-47 ، 85-106 . Bibcode : 2021hai4.book.....B . doi : 10.1142/9446-vol4 . ISBN   978-981-4644-38-9تم الاطلاع عليه بتاريخ 1 يناير 2024 .
  12. ↑ "تلسكوبات الأشعة السينية - مزيد من المعلومات" . imagine.gsfc.nasa.gov . تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 يناير 2024 .المجال العامتتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للعموم .
  13. ↑ "مديرية العلوم والاستكشاف" . science.gsfc.nasa.gov .
  14. ↑ سانتانجيلو، أندريا؛ بامبي، كوزيمو (2024). دليل الفيزياء الفلكية للأشعة السينية وأشعة جاما (الطبعة الأولى 2024 ). سنغافورة: سبرينغر نيتشر سنغافورة. ص 1582. ISBN   9789811969607.
  15. 1 2 3 "NuStar: Instrumentation: Optics" . مؤرشف من الأصل في 1 نوفمبر 2010.
  16. ↑ سيوارد، فريدريك د.؛ تشارلز، فيليب أ. (2010). استكشاف عالم الأشعة السينية - كتب كامبريدج الإلكترونية - مطبعة جامعة كامبريدج . doi : 10.1017/cbo9780511781513 . ISBN 9780511781513.
  17. ↑ براغا، جواو (1 يناير 2020). "التصوير بفتحة مشفرة في الفيزياء الفلكية عالية الطاقة". منشورات الجمعية الفلكية للمحيط الهادئ . 132 (1007): 012001. arXiv : 1909.08595 . doi : 10.1088/1538-3873/ab450a .
  18. ↑ جيرلز، نيل. "تلسكوبات ذات فتحة مشفرة" . جامعة شيكاغو . تم الاطلاع عليه في 4 مايو 2026 .
  19. ^ كيم، جي. أحمد، س.؛ باريون، ب. براندت، S .؛ بودتز-يورجنسن، C .؛ كاسترو تيرادو، AJ؛ تشن، ب. تشوي، YJ. كونيل، ب. داجوريت-كامباني، إس؛ ايلز، C .؛ غروسان، ب. هوانغ، M.-HA؛ جونغ، أ. جيونج ، إس. كيم، ميغابايت. كيم، جنوب غرب؛ كيم، يو. كراسنوف، AS. لي، J.؛ ليم، ه.؛ ليندر، إيف. ليو، T.-C. لوند، ن.؛ دقيقة، كيلوواط. غ، غيغاواط؛ نام، جي دبليو؛ باناسيوك، ميشيغن؛ بارك، آي إتش؛ ريبا، J.؛ ريجليرو، V.؛ رودريجو، JM. سموت، غف؛ سوه، جي. سفيرتيلوف، S .؛ فيدينكين، ن.؛ وانغ، م.-ز.؛ ياشين، إ. (7 سبتمبر 2012). "تصميم وتنفيذ تلسكوب الإنذار والتشغيل لانفجارات UFFO". وقائع SPIE - الجمعية الدولية للهندسة البصرية : 84432V. doi : 10.1117/12.926348 .
  20. ↑ تشاتوبادياي، ت.؛ فاداوالي، س.ف.؛ راو، أ.ر.؛ سريكومار، س.؛ بهاتاشاريا، د. (نوفمبر 2014). "آفاق قياس الاستقطاب بالأشعة السينية الصلبة باستخدام أستروسات-سي زد تي آي". علم الفلك التجريبي . 37 (3): 555-577 . doi : 10.1007/s10686-014-9386-1 .
  21. ^ جوديت، أو. ناصر، ج.؛ عطية، ج.-.؛ كوردير، ب. ماندرو، ب. باريت، د.؛ تريو، ه.؛ بونس، ر. أموروس، C .؛ بوردون، س. جيفين، O.؛ غونزاليس، F .؛ جوتز، د.؛ جروس، أ. هوريت، ب. لاشود، C .؛ لاكومب، ك. مارتي، دبليو. ميرسييه، ك. رامبو، د.؛ رامون، ب. رويكس، ج.؛ شاني، S .؛ ويجيبارت، ف. (31 يوليو 2014). “كاميرا ECLAIRs للأشعة السينية/أشعة جاما لمهمة انفجار أشعة جاما SVOM”. التلسكوبات الفضائية والأجهزة 2014: الأشعة فوق البنفسجية إلى أشعة جاما : 625–639 . أرخايف : 1406.7759 . doi : 10.1117/12.2055507 .
  22. ↑ توبيسكا، و؛ نوسينوف، أ (2006). "عملية ISO 21348 لتحديد الإشعاع الشمسي" . المؤتمر العلمي السادس والثلاثون لـ Cospar . 36 : 2621. رمز Bibcode : 2006cosp...36.2621T . مؤرشف من الأصل في 1 أكتوبر 2018. تم الاطلاع عليه في 7 يناير 2024 .
  23. ↑ هينكي وآخرون (1977). "انبعاثات الإلكترونات الناتجة عن الأشعة السينية من المواد الصلبة في نطاق 0.1-10 كيلو إلكترون فولت - نماذج وقياسات الإلكترونات الثانوية". مجلة الفيزياء التطبيقية . 48 (5): 1852. Bibcode : 1977JAP....48.1852H . doi : 10.1063/1.323938 . 
  24. 1 2 ديندي، ب.ب.؛ هيتون، ب. (1999). الفيزياء في الأشعة التشخيصية . مطبعة سي آر سي . ص 12. ISBN  978-0-7503-0591-4.
  25. ↑ تشارلز هودجمان، محرر. (1961). دليل سي آر سي للكيمياء والفيزياء ( الطبعة 44). شركة المطاط الكيميائي. ص 2850.  
  26. ↑ فاينمان ر؛ لايتون ر؛ ساندز م (1989) [1963]. محاضرات فاينمان في الفيزياء . المجلد 1. أديسون-ويسلي . الصفحات 2-5 . ISBN   9780201500646.
  27. ↑ لانونزياتا م؛ بارادي م (2003). دليل تحليل النشاط الإشعاعي . دار النشر الأكاديمية . ص 58. ISBN  978-0-12-436603-9.
  28. ↑ Grupen C; Cowan G; Eidelman SD; Stroh T (2005). فيزياء الجسيمات الفلكية . سبرينغر. ص 109. ISBN  978-3-540-25312-9.
  29. ↑ "العلوم" . imagine.gsfc.nasa.gov .
  30. ↑ هوف، هـ. أ. (1983). "إكسوسات - المرصد الجديد للأشعة السينية خارج المجموعة الشمسية". مجلة الجمعية البريطانية لعلم الكواكب. 36 : 363. رمز Bibcode : 1983JBIS...36..363H .
  31. 1 2 3 4 "جرانات" . ناسا . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2016-03-06 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2007-12-05 .
  32. ↑ أدلر الأول؛ جيرارد ج؛ ترومبكا ج؛ شمادبيك ر؛ لومان ب؛ بودجيت هـ (1972). "تجربة التألق بالأشعة السينية لأبولو 15". وقائع مؤتمر علوم القمر . 2 : 2157. رمز Bibcode : 1972LPSC....3.2157A .
  33. ↑ ليو دبليو آر (1994). تقنيات تجارب الفيزياء النووية والجسيمية ( الطبعة الثانية). سبرينغر. 
  34. ↑ كونر جيه بي؛ إيفانز دبليو دي؛ بيليان آر دي (1969). "الظهور الأخير لمصدر جديد للأشعة السينية في سماء نصف الكرة الجنوبي". مجلة الفيزياء الفلكية 157 : L157. رمز Bibcode : 1969ApJ...157L.157C . doi : 10.1086 /180409 .
  35. ↑ كومينسكي إل؛ إينوي إتش؛ كلارك جي. "مينورو أودا (1923 - 2001)" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2009-06-05 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2024-01-07 .
  36. ↑ "القمر الصناعي الفلكي الصغير الثالث (SAS-3)" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 17-04-2001.