Η εξωτερική ατμόσφαιρα του Ήλιου, η λεγόμενη κορώνα, δεν είναι απλώς ένα εντυπωσιακό φυσικό φαινόμενο. Είναι μια περιοχή γεμάτη υπέρθερμο πλάσμα που εκτείνεται εκατομμύρια χιλιόμετρα στο διάστημα και αποτελεί τη γενέτειρα των ηλιακών εκλάμψεων και των έντονων καταιγίδων σωματιδίων που μπορούν να επηρεάσουν τη Γη. Η κατανόηση αυτών των φαινομένων απαιτεί παρατήρηση σε ακτίνες Χ, κάτι που όμως δεν είναι δυνατό από το έδαφος, καθώς η γήινη ατμόσφαιρα τις απορροφά πλήρως.
Σε αυτό το πρόβλημα έρχεται να απαντήσει μια εντυπωσιακή συνεργασία ανάμεσα στο Πανεπιστήμιο Nagoya και το ερευνητικό κέντρο SPring-8 της Ιαπωνίας. Το αποτέλεσμα είναι ένα X-ray τηλεσκόπιο με τέτοια ακρίβεια, που μπορεί να διακρίνει αντικείμενο μόλις 3,5 χιλιοστών από απόσταση ενός χιλιομέτρου.
Το όργανο εκτοξεύτηκε με τον πύραυλο FOXSI-4 από την Αλάσκα τον Απρίλιο του 2024, σηματοδοτώντας την πρώτη ιαπωνικής ανάπτυξης υψηλής ανάλυσης X-ray συσκευή που συμμετέχει σε διεθνή αποστολή. Κατά τη διάρκεια της σύντομης παραμονής του στο διάστημα, κατέγραψε μια ηλιακή έκλαμψη σε εξέλιξη.
Η τεχνολογική καινοτομία του τηλεσκοπίου βασίζεται στον καθρέφτη του. Σε αντίθεση με τα περισσότερα X-ray τηλεσκόπια που χρησιμοποιούν πολλαπλά συναρμολογημένα τμήματα, με αποτέλεσμα πιθανές αποκλίσεις στην ευθυγράμμιση, το συγκεκριμένο σύστημα διαθέτει έναν ενιαίο καθρέφτη από νικέλιο.
Έχει διαστάσεις 60 χιλιοστά σε διάμετρο και 200 χιλιοστά σε ύψος και δεν περιλαμβάνει καμία ένωση που θα μπορούσε να προκαλέσει σφάλματα. Ο σχεδιασμός του συνδυάζει παραβολικό άνω τμήμα και υπερβολικό κάτω τμήμα, επιτρέποντας στις ακτίνες Χ να ανακλώνται δύο φορές πριν φτάσουν με ακρίβεια στον ανιχνευτή.
Η κατασκευή του βασίστηκε σε τεχνικές δανεισμένες από τη φυσική των synchrotron, όπου η εξαιρετική ακρίβεια στις επιφάνειες των καθρεφτών είναι απαραίτητη. Αυτός ο συνδυασμός τεχνογνωσίας από διαφορετικά επιστημονικά πεδία αποδείχθηκε καθοριστικός, καθώς καμία από τις δύο περιοχές από μόνη της δεν θα μπορούσε να επιτύχει το αποτέλεσμα.
Πριν την εκτόξευση, οι ερευνητές αντιμετώπισαν ένα ακόμη μεγάλο τεχνικό εμπόδιο: την προσομοίωση του φωτός των άστρων στο έδαφος. Επειδή τα αστρικά φωτόνια φτάνουν ως σχεδόν παράλληλες δέσμες, χρειάστηκε ένα ειδικό σύστημα στο SPring-8, το οποίο χρησιμοποιούσε πηγή ακτίνων Χ διαμέτρου μόλις 10 μικρομέτρων (περίπου το ένα δέκατο της ανθρώπινης τρίχας), τοποθετημένη σε απόσταση 900 μέτρων από τον καθρέφτη. Σε αυτή την απόσταση, οι ακτίνες προσομοίαζαν με μεγάλη ακρίβεια το φως που προέρχεται από πραγματικά άστρα, επιτρέποντας την πλήρη αξιολόγηση της απόδοσης του τηλεσκοπίου πριν την εκτόξευση.
Κατά τη διάρκεια των δοκιμών εντοπίστηκε ότι ο βασικός περιοριστικός παράγοντας για ακόμη μεγαλύτερη ακρίβεια ήταν μικροσκοπικές διαμήκεις ατέλειες στην επιφάνεια του καθρέφτη. Ήδη έχει προγραμματιστεί αναβαθμισμένη έκδοση για την αποστολή FOXSI-5 αργότερα μέσα στο έτος, ενώ η ομάδα στοχεύει ακόμη πιο μακριά: στη σμίκρυνση της τεχνολογίας σε CubeSats. Μέχρι σήμερα, τέτοιας ακρίβειας X-ray οπτικά συστήματα δεν έχουν ποτέ ταξιδέψει σε τόσο μικρές διαστημικές πλατφόρμες.
Αν αυτό επιτευχθεί, η υψηλής ανάλυσης αστρονομία ακτίνων Χ θα μπορούσε να γίνει πολύ πιο προσιτή, ανοίγοντας τον δρόμο σε περισσότερους ερευνητές παγκοσμίως να μελετήσουν τα πιο βίαια και ενεργά φαινόμενα του Ήλιου.
Με πληροφορίες από το Universe Today
