![солнечная астрономия](/wp-content/uploads/2019/05/astronomy-sun-22.jpg)
Вооружение для взгляда на Солнце
Вот вы говорите солнечная астрономия. Ну, хорошо, не вы, а я. Что за инструменты используются в такой астрономии? Разумеется, телескопы. Но какие они?
В предыдущих частях (первой, второй и третьей) мы неоднократно упоминали солнечные телескопы. Как себе представляет телескоп любой нормальный человек? Такая длинная подзорная труба. Примерно как у Галилея.
Через эту трубу еще четыреста лет назад Галилео Галилей смотрел, в том числе, и на Солнце. Обнаружил на нем пятна. Так что в каком-то смысле его телескоп тоже был солнечным.
Сейчас вы подумаете, что я скажу, будто труба Галилея ничуть не похожа на солнечные телескопы наших дней. А вот и нет. Внешне орбитальные солнечные рентгеновские телескопы такие же трубы.
Посмотрите сами и сравните:
Разумеется, главное отличие не снаружи, а внутри этих труб. Телескоп Галилея создан на основе преломляющих линз (по-научному телескоп-рефрактор). То есть свет проходит через гнутые стеклышки, преломляется в них и фокусируется на выходе.
Этот принцип хорош для видимого света с длинами волн 400-700 нанометров (от фиолетового цвета с меньшими длинами до красного с большими). Но с рентгеном такой фокус не пройдет (мы ведь уже договорились в первой части, что солнечную корону можно изучать только в рентгеновском диапазоне).
Во-первых, у рентгеновского излучения очень короткие длины волн. От десятых долей нанометра до нескольких десятков. То есть в 10-1000 раз короче, чем у видимого света.
Второе вытекает из первого. Короткие длины волн сильно поглощаются любым веществом. Поэтому сделать преломляющую линзу для рентгена не так легко. Излучение, войдя с одной стороны линзы, не выйдет с другой – просто поглотится веществом (стеклом, металлом, диэлектриком – по большому счету всё равно).
![солнечная астрономия](/wp-content/uploads/2019/05/astronomy-sun-25.jpg)
Поэтому солнечные рентгеновские телескопы работают на зеркальном принципе. То есть на отражении. С отражением рентгеновского излучения тоже не всё просто, тут много интересных деталей. О них мы поговорим в другой раз. Сейчас просто принимаем как факт: рентгеновское отражение может достаточно эффективно отражаться.
Зеркальный телескоп (или по-научному рефлектор) изобретение не сегодняшнего дня. Первый рефлектор создал 350 лет назад Исаак Ньютон. У него в трубу были встроены два зеркала (одно из них изогнутое – сфера или параболоид). Свет от звезд, от Солнца входил в трубу, дважды отражался и из-за кривизны зеркала фокусировался у наблюдателя. Гениально и просто.
Настолько гениально, что телескопы-рефлекторы постепенно вытеснили собой устаревшие рефракторы. В сегодняшней солнечной астрономии используется схема-рефлектор Ричи-Кретьена (в честь американского астронома Джорджа Ричи и французского Анри Кретьена).
![солнечная астрономия](/wp-content/uploads/2019/05/astronomy-sun-26.jpg)
Работает схема просто. Свет (в нашем случае рентгеновский) приходит издалека и попадает в эту трубу на рисунке слева. Отражается от большого зеркала (справа). По сходящимся путям отражается от малого зеркала (в центре). И фокусируясь проходит через центральное отверстие в большом зеркале.
Именно по такой схеме работает большинство телескопов обсерваторий, которые мы упоминали. Например, российской обсерватории ТЕСИС (2009 год). На рисунке ниже приведена схема одного из телескопов ТЕСИС.
![солнечная астрономия](/wp-content/uploads/2019/05/astronomy-sun-27.jpg)
Белые «кругляшки» на схеме и есть рентгеновские зеркала, размещенные по схеме Ричи-Кретьена. Синие «кругляшки» — пропускающие фильтры. Тоже любопытный объект. Пока достаточно сказать, что они просто отфильтровывают мощный длинноволновый фон фотосферы Солнца и пропускают сквозь себя рентген.
Можно представить эти зеркала в трубе, чтобы окончательно сложилась картинка солнечного телескопа:
![солнечная астрономия](/wp-content/uploads/2019/05/astronomy-sun-28.jpg)
Но мы погрешим и против истины, и против еще пары замечательных людей, если не упомянем телескопы, выполненные по схеме Гершеля. Это тоже телескоп-рефлектор, то есть зеркальный.
Раньше англичанина немецкого происхождения Уильяма Гершеля новую систему сконструировал Михаил Ломоносов. Но, как это часто случается, в мировой традиции телескоп получил имя европейского ученого Гершеля.
Принципиальным отличием системы Гершеля от системы Ричи-Кретьена является однозеркальность. То есть у Гершеля-Ломоносова использовалось на два, а одно зеркало. В чем-то такая схема проще, в чем-то хуже двухзеркальной. Но факт есть факт: в солнечной астрономии она используется по сей день, спустя 250 лет после создания.
![солнечная астрономия](/wp-content/uploads/2019/05/astronomy-sun-29.jpg)
На картинке приведены схемы таких однозеркальных телескопов обсерватории ТЕСИС. Одно зеркало принимает излучение Солнца и фокусирует его на детекторе.
Для российских обсерваторий зеркала изготавливаются в России. Конкретнее в Нижнем Новгороде в Институте физики микроструктур. Ниже приведены фото реальных зеркал, созданных для обсерватории ТЕСИС.
Остается выяснить, как работают эти зеркала и чем они уникальны (а они уникальны). Но об этом в следующий раз
Понравилась статья? Поделитесь с друзьями!
Автор статьи
Полковников Владимир Николаевич
Заведующий лабораторией
в отделе рентгеновской оптики, к. ф.-м. н.