10 Fakta Tentang Pemeriksaan Sinar-X Cina

News Portals: 22:25 WIB

JIUQUAN - Cina pada hari Kamis telah meluncurkan teleskop ruang sinar X pertamanya, the Hard X-ray Modulation Telescope (HXMT) untuk mempelajari sinar-X dari sumber misterius, seperti lubang hitam dan bintang neutron.

Berikut ini adalah 10 fakta tentang teleskop untuk membantu Anda memahami asal-usul dan kekuatannya:

• Sinar X yang sulit?

Kita semua terbiasa dengan aplikasi rutin sinar-X di Bumi, seperti pemindaian tubuh, keamanan bandara dan sebagainya. Sebagian besar sinar-X memiliki suatu panjang gelombang berkisar antara 0,01 sampai 10 nanometer, jauh lebih pendek daripada cahaya yang tampak oleh karena itu kita tidak dapat melihat sinar-X.

Para ilmuwan membagi sinar-X menjadi pita energi yang berbeda, menghasilkan metode pengamatan yang berbeda. Sinar-X di atas 20 keV disebut keras, dan sinar-X di bawah 10 keV lembut. Sinar-X antara 10 keV dan 20 keV relatif kurang diamati dalam astronomi.

• Bagaimana Anda dapat mendeteksi sinar-X keras?

Sinar-X diserap oleh atmosfer bumi, sehingga para ilmuwan harus mengirim detektor ke ketinggian dengan balon, terdengar roket dan satelit. Tapi dengan panjang gelombang yang begitu kecil, sinar-X sangat energik sehingga mereka cenderung akan melewati cermin secara langsung dan bukannya memantulkannya.

Sebagai teleskop optik tradisional tidak akan bekerja untuk pengamatan sinar-X, ilmuwan Barat mengembangkan teknik topeng kode dan teknik pemfilteran khusus yang disebut juga "insiden penggembalaan." Keduanya sangat rumit dan mahal dan teknik pemotretannya membutuhkan cermin yang sangat datar yang belum dapat diproduksi oleh Cina.

Metode berkembang apa yang ilmuwan Cina lakukan?

Ilmuwan Cina harus segera menemukan cara baru untuk melakukan pencitraan sinar-X. Li Tipei, seorang astrofisikawan senior dengan Institut Fisika Energi Tinggi (IHEP) Chinese Academy of Sciences (CAS) dan rekannya Wu Mei menemukan metode untuk demodulasi langsung pada 1990-an. Ini dapat membantu merekonstruksi citra sumber sinar-X menggunakan data detektor non-pencitraan yang relatif sederhana seperti teleskop dengan "kolimator" yang mengumpulkan dan merekam foton sinar-X sejajar dengan arah yang telah ditentukan. Dengan kata lain, tidak perlu memakai cermin.

• Apakah HXMT hanya untuk sinar-X yang keras?

Perlu dicatat bahwa HXMT, walaupun dengan nama teleskop "sinar X keras" diperluas menjadi band menengah dan rendah dengan 2 set detektor sekitar tahun 2006. Sekarang, pita energi yang luas dari 1 keV sampai 250 keV.

Li Tipei pertama kali telah mengusulkan membuat teleskop luar angkasa berdasar teknik demodulasi pada tahun 1993. "Pada saat itu adalah ide perintis. Namun karena berbagai alasan hal itu gagal mendapatkan persetujuan resmi sampai tahun 2011 dan astrofisika sinar-X telah bergerak jauh ke depan.

Untuk sementara ini, kami menambahkan instrumen ilmiah baru ke satelit, "kata Zhang Shuangnan, ilmuwan utama HXMT dan direktur Laboratorium Kunci Astrofisika Partikel di CAS.

• Apa itu struktur HXMT?

Teleskop 2,5 ton membawa trio detektor dengan teleskop sinar-X energi tinggi (HE) yang mencakup pita energi dari 20 keV sampai 250 keV, teleskop sinar-X energi menengah (ME) dari 5 keV sampai 30 keV dan Teleskop sinar-X energi rendah (LE) dari 1 keV sampai 15 keV.

Meski itu berbeda banyak aspek, ketiga jenis teleskop ini pada dasarnya terdiri dari kolimator, detektor dan pembacaan elektronik. Kolimator membantu melindungi foton di luar bidang pandang, detektor menghasilkan sinyal yang berisi informasi energi dan kedatangan setiap foton yang "mereka temukan", dan elektronik pembacaan mengubah sinyal menjadi sinyal digital yang dapat direkam dan disimpan.

• Mengapa area deteksi lebih besar dan lebih baik?

DIA memiliki suatu luas pendeteksian lebih dari 5.000 sentimeter persegi, pita energi terbesar di dunia, ME 952 sentimeter persegi dan LE 384 sentimeter persegi. Semakin besar area untuk pendeteksian semakin banyak foton dan sinyal yang akan dikumpulkan oleh teleskop. Sebagai contoh, lebih mudah bagi ilmuwan untuk menggambar pola dari kurva sinyal dari detektor yang dapat "melihat" 100 foton per detik dari pada yang dapat "melihat" hanya 10 foton per detik.

"Mengingat memiliki area deteksi yang lebih besar daripada probe sinar-X lainnya, HXMT dapat menemukan lebih banyak fitur sumber yang diketahui," kata Xiong Shaolin, seorang ilmuwan dengan IHEP.

• Mengapa bidang pandang lebih luas dan lebih baik?

Teknik fokus khusus yang dikembangkan untuk pengamatan sinar-X meningkatkan sensitivitas deteksi teleskop cermin, namun biasanya menghasilkan bidang pandang yang sempit. HXMT di sisi lain memiliki bidang pandang yang sangat luas dan dapat menyelesaikan pemindaian pesawat galaksi dalam waktu sekitar 2 hari.

"Lebih mudah menemukan sumber sementara dengan memindai area langit yang luas, yang mungkin membawa penemuan ilmiah baru," kata Xiong.

• Apakah HXMT menolak sumber yang sangat terang?

Sinar-X dari energi rendah biasanya memiliki lebih banyak foton. Oleh karena itu teleskop berdasarkan teknik pemotretan tidak sesuai untuk mengamati benda-benda yang sangat terang yang memancarkan sinar-X yang lembut, karena terlalu banyak foton pada suatu waktu akan mengakibatkan over-exposure.

Namun, HXMT tidak akan memiliki masalah itu karena kolimatornya menyebarkan foton alih-alih memfokuskannya. "Tidak peduli seberapa terang sumbernya, teleskop kami tidak akan dibutakan," kata Chen Yong, perancang utama LE.

• Bagaimana sebuah teleskop sinar-X mendeteksi ledakan sinar gamma?

Menurut Zhang Shuangnan, para ilmuwan menemukan bahwa 1 set detektor energi tinggi HXMT yang awalnya untuk melindungi suara latar belakang disebabkan foton sinar-X yang tidak diinginkan, terutama yang berasal dari belakang teleskop yang dapat disesuaikan untuk pengamatan ledakan sinar gamma.

Fungsi baru yang kreatif mendorong pita pengamatan satelit hingga 3 MeV dan akan mendapatkan spektrum energi yang sangat baik, kata Zhang.

• Mengapa HXMT memiliki kerai?

Insinyur dari China Academy of Space Technology membuat kerai untuk teleskop energi rendah dan menengah HXMT saat menginstal muatan di satelit yang pertama dari jenisnya yang pernah ada dalam probe domestik.

"DIA bekerja sekitar 18 derajat celcius, sementara ME dan LE memerlukan suhu yang sangat rendah, masing-masing turun sampai 80 derajat di bawah nol dan 40 derajat di bawah nol. Oleh karena itu satelit seperti mantel yang bisa menopang seseorang untuk bertahan di kedua Khatulistiwa dan daerah kutub, memerlukan sistem kontrol suhu yang canggih.

Solusinya disini adalah mendinginkan AKU dan LE dengan kerai, memanaskan DIA dan melindungi ME dan LE dari DIA, "kata Zhou Yupeng, wakil kepala perancang yang bertanggung jawab atas kontrol suhu satelit.