科學家開發新型技術，將X射線望遠鏡焦距從10米縮短至50厘米

一種原本用在醫學成像的光學技術，現在被天文學家拿來設計成新型X射線太空望遠鏡，將能讓望遠鏡看得更遠、更清晰，解決過去設備的解析度與焦距問題，並且焦距從10米縮減至不到50厘米。

X射線望遠鏡是觀測太空中各種輻射X射線天體的利器，比如X射線雙星系統（其中一顆為緻密星，通常是中子星或黑洞）、脈衝星、伽瑪射線暴的X射線餘輝、太陽耀斑、超新星爆炸遺骸、活躍星系核（AGN）、黑洞、星系團中的高溫氣體與暗物質等。

目前最有名的2個X射線天文衛星為：美國太空總局（NASA）的錢德拉拉X射線天文台（Chandra X-ray Observatory，CXO），以及歐洲太空總局（ESA）的XMM-牛頓衛星（X-ray Multi-Mirror Newton），前者具有極高的空間解析度（小於1角秒）和較寬的能段（0.1-1keV），後者則具有非常高的譜解析度，它們是21世紀初X射線天文學主要的觀測設備，領先取得大批重要研究成果。

不過X射線天文望遠鏡也有許多缺點，首先X射線無法穿透地球大氣層，所以X射線望遠鏡只能送上太空，成本高昂；其次，由於X射線能穿透物質，不能像可見光或無線電波那樣被反射或折射，也因此X射線望遠鏡很難聚焦，解析度和焦距是個大問題。

所以X射線望遠鏡並非使用一般的透鏡或反射鏡，而是曲面鏡或嵌套的圓柱形鏡，藉由讓X射線以非常小的角度彎曲來聚焦X射線，雖然這道解決方法不錯，但結果是望遠鏡的焦距很長，比如錢德拉拉X射線望遠鏡的焦距長達10米。

不過由瑞典皇家理工學院（Kungliga Tekniska h?gskolan，KTH）醫學X射線技術員Mats Danielsson、天文學家Mark Pearce領導的團隊，將原本用於醫學成像的某種先進稜鏡光學技術，拿來設計成新型X射線望遠鏡，以比傳統圓柱形鏡略高的角度彎曲X射線，能將望遠鏡的焦距大幅縮小至不到50厘米。

傳統X射線望遠鏡（上）與新型X設限望遠鏡（下）鏡面的設計差異。（Source：瑞典皇家理工學院）

這說明如果以新技術打造X射線望遠鏡，除了體積更小外，其收集的光量會是今天X射線望遠鏡的千倍以上，此外解析度也會大幅提升，代表我們可以從照片中看到更多細節，從早期宇宙中看到更遙遠的物體，並且有機會從中發現被錯過的新物體。

皇家理工學院團隊已經開發出新型望遠鏡的原型設備，目前研究人員正致力於改進鏡頭和一些感測器、電子設備設計，希望接下來能正式送上太空進行測試。這項新技術首度在《自然-天文學》（Nature Astronomy）期刊曝光。

（首圖為錢德拉拉X射線望遠鏡，來源：Wikipedia）

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