Skip to main content

KTH-forskare har utvecklat teknik som kan möjliggöra nytt teleskop

Pressmeddelande   •   Jun 19, 2019 08:57 CEST

I ett projekt vid Kungliga Tekniska högskolan har forskare utvecklat en helt ny typ av teknik för röntgenteleskop för att observera rymden. Teleskoptekniken har enligt forskarna potential att vara så mycket bättre än nuvarande röntgenteleskop att vår bild av universum i röntgen kan revolutioneras. Forskningsarbetet har precis publicerats i tidskriften Nature Astronomy.

Röntgenstrålning från universum absorberas i jordens atmosfär. Detta är bra för oss som lever på jorden, eftersom strålningen inte är särskilt nyttig. Samtidigt blir det svårt att utföra astronomiska observationer på jordytan, de måste förflyttas högt upp i atmosfären eller allra helst i rymden.

Vad är det då som den här typen av teleskopet kan se? Jo, när vi observerar universum med röntgenteleskop ser vi det från dess mest extrema sida: vi ser svarta hål, extremt kompakta neutronstjärnor, jetstrålar och kraftfulla explosioner.

– Vår kunskap om röntgenstrålning från dessa extrema delar av universum begränsas idag starkt av den teknik som används i nuvarande teleskop. Röntgenstrålning är svår att fokusera, vilket leder till att man måste bygga teleskop som är långa och väger mycket i förhållande till effektiv area, berättar Mats Danielsson, professor i medicinsk bildfysik på KTH.

Små plastprismor

Det är han som varit ansvarig för forskningsarbetet, och han berättar att forskarnas mål är komma runt de här problemen genom att använda en helt ny teknik för röntgenteleskop. Tekniken baseras på något forskarna kallar för "Stacked Prism Lens (SPL)" och innebär att ringar av mikrofabricerade plastprismor används för att fokusera röntgenstrålningen. Den största fördelen är att fokallängden, eller brännvidden som den också kallas, blir mycket kortare.

– Fokallängden blir kortare än 50 cm, vilket ska jämföras med cirka 10 meter för dagens teleskop. Detta gör att man kan bygga ett teleskop som kan samla in mer än tusen gånger så mycket ljus som dagens röntgenteleskop klarar av. En annan stor fördel är att teleskopet förväntas ha bra spatial upplösning, vilket gör att man kan se fler detaljer i de bilder man tar. Detta är viktigt för att kunna göra korrekta fysikaliska tolkningar.

En första prototyp av teleskoptekniken har redan konstruerats på KTH och testats i laboratorium med mycket goda resultat.

– Nu är det dags att ta steget från första proof-of-principle till en färdigutvecklad modul för ett teleskop som ska kunna skickas upp i rymden. Detta innebär att vi kommer optimera designen av linserna och tillhörande sensorer, mekanik och annan elektronik för att ge förutsättningar för de bästa möjliga vetenskapliga observationerna med ett framtida rymdteleskop.

Kan revolutionera astronomin

Ett framtida rymdteleskop baserat på SPL-teknik har potential att revolutionera röntgenastronomin, menar forskarna. Den kraftigt förbättrade förmågan att samla in ljus kommer leda till att man kan se många objekt som är för ljussvaga för att detekteras med nuvarande teleskop.

– Vi kommer att se extremt avlägsna objekt i det tidiga universum och kan också upptäcka helt nya objekt som aldrig förut har observerats i röntgen. Detta öppnar ett helt nytt fönster för att besvara grundläggande frågor om universum.

För att gå i mål med detta forskningsarbete har Danielsson inlett ett samarbete med Mark Pearce, professor i astropartikelfysik på KTH, och hans kollegor. Detta för att säkra kompetens inom alla områden från själva optiken via datorsimuleringar till de vetenskapliga frågeställningarna inom astronomin. I och med detta projekt kan Sverige bli ett ledande centrum i utvecklingen av röntgenastronomin, en teknikutveckling som kommer att gynna både lokal industri och angränsande forskningsområden.

Här hittar du den vetenskapliga artikeln.

För mer information, kontakta Mats Danielsson på 070 - 371 06 91 eller md@mi.physics.kth.se.