एक्स-रे टेलीस्कोप: Difference between revisions
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'''एक्स-रे टेलीस्कोप''' (एक्सआरटी) एक टेलीस्कोप है जिसे एक्स-रे स्पेक्ट्रम में दूरस्थ वस्तुओं का निरीक्षण करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। पृथ्वी के वायुमंडल से ऊपर जाने के लिए, जो एक्स-रे के लिए अपारदर्शी है, एक्स-रे दूरबीनों को उच्च ऊंचाई वाले रॉकेट, गुब्बारों या कृत्रिम उपग्रहों पर स्थापित किया जाना चाहिए। | |||
टेलीस्कोप के मूल तत्व [[ प्रकाशिकी |प्रकाशिकी]] (फोकसिंग या [[संधानिक]]) हैं, जो टेलीस्कोप में प्रवेश करने वाले [[विकिरण]] को संग्रह करते हैं, और [[एक्स-रे डिटेक्टर|एक्स-रे सूचक]], जिस पर विकिरण एकत्र और मापा जाता है। इन तत्वों के लिए विभिन्न प्रकार के विभिन्न डिजाइनों और तकनीकों का उपयोग किया गया है। | |||
उपग्रहों पर उपस्थित कई टेलीस्कोप सूचक -टेलीस्कोप प्रणाली की कई प्रतियों या विविधताओं से जुड़े होते हैं, जिनकी क्षमताएं दूसरे को जोड़ती हैं या पूरक होती हैं और अतिरिक्त निश्चित या हटाने योग्य तत्व<ref>{{Cite web|title = Chandra :: About Chandra :: Science Instruments|url = http://chandra.si.edu/about/science_instruments.html|website = chandra.si.edu|access-date = 2016-02-19}}</ref><ref>{{Cite web|title = उपकरण|url = http://sci.esa.int/xmm-newton/31281-instruments/|website = sci.esa.int|access-date = 2016-02-19}}</ref> (फ़िल्टर, स्पेक्ट्रोमीटर) जो उपकरण में कार्यक्षमता जोड़ता है। | |||
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[[File:Pointing X-ray Eyes at our Resident Supermassive Black Hole.jpg|thumb|NuSTAR, ने उच्च-ऊर्जा एक्स-रे प्रकाश में हमारी आकाशगंगा के केंद्र में सुपरमैसिव ब्लैक होल के इन पहले, केंद्रित दृश्यों को कैप्चर किया है।]]एक्स-रे दर्पणों का उपयोग संसूचक तल पर आपतित विकिरण को केंद्रित करने की अनुमति देता है। अलग-अलग ज्यामिति (जैसे किर्कपार्टिक-बैज़ या लॉबस्टर-आई) का सुझाव दिया गया है या नियोजित किया गया है, | [[File:Pointing X-ray Eyes at our Resident Supermassive Black Hole.jpg|thumb|NuSTAR, ने उच्च-ऊर्जा एक्स-रे प्रकाश में हमारी आकाशगंगा के केंद्र में सुपरमैसिव ब्लैक होल के इन पहले, केंद्रित दृश्यों को कैप्चर किया है।]]एक्स-रे दर्पणों का उपयोग संसूचक तल पर आपतित विकिरण को केंद्रित करने की अनुमति देता है। अलग-अलग ज्यामिति (जैसे किर्कपार्टिक-बैज़ या लॉबस्टर-आई) का सुझाव दिया गया है या नियोजित किया गया है, किंतु उपस्थित टेलीस्कोपों की लगभग समग्रता वोल्टर टेलीस्कोप की कुछ भिन्नताओं को नियोजित करती है। इस प्रकार के [[एक्स-रे प्रकाशिकी]] की सीमाओं के परिणामस्वरूप दृश्य या यूवी दूरबीनों की तुलना में दृश्य के बहुत संकीर्ण क्षेत्र (सामान्यतः <1 डिग्री) होते हैं। | ||
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* एक उच्च दूरबीन संवेदनशीलता: चूंकि विकिरण | * एक उच्च दूरबीन संवेदनशीलता: चूंकि विकिरण छोटे से क्षेत्र पर केंद्रित है इस तरह के उपकरणों के लिए संकेत-से-ध्वनि अनुपात बहुत अधिक है। | ||
[[File:xray_telescope_lens.svg|thumb|चमकदार प्रतिबिंब के साथ फोकसिंग एक्स-रे]]दर्पण सिरेमिक या [[धातु की पन्नी]] से बने हो सकते हैं<ref name="xraysMirror">{{cite web |title=दर्पण प्रयोगशाला|url=http://astrophysics.gsfc.nasa.gov/xrays/MirrorLab/xoptics.html }}</ref> परावर्तक सामग्री (सामान्यतः [[सोना]] या [[इरिडियम]]) की पतली परत के साथ लेपित होते हैं। इस पर आधारित दर्पणों का निर्माण चराई की घटनाओं पर प्रकाश के पूर्ण परावर्तन के आधार पर होता है। | |||
यह तकनीक [[कुल प्रतिबिंब]] और विकिरण ऊर्जा के लिए महत्वपूर्ण कोण के बीच व्युत्क्रम संबंध द्वारा ऊर्जा सीमा में सीमित है। 2000 के दशक की प्रारंभिक में चंद्रा एक्स-रे वेधशाला और [[ XMM- न्यूटन |एक्सएमएम- न्यूटन]] एक्स-रे [[अंतरिक्ष वेधशाला|अंतरिक्ष वेधशालाओं]] के साथ सीमा लगभग 15 किलो-[[ इलेक्ट्रॉन वोल्ट | इलेक्ट्रॉन वोल्ट]] (केवी) प्रकाश थी।<ref name="nustar1">[http://www.nustar.caltech.edu/about-nustar/instrumentation/optics NuStar: Instrumentation: Optics] {{webarchive |url=https://web.archive.org/web/20101101113623/http://www.nustar.caltech.edu/about-nustar/instrumentation/optics |date=November 1, 2010 }}</ref> नए बहु-स्तरित लेपित दर्पणों का उपयोग करते हुए, [[NuSTAR|नुस्टार]] टेलीस्कोप के लिए एक्स-रे दर्पण ने इसे 79 केवी प्रकाश तक बढ़ा दिया।<ref name="nustar1" />इस स्तर पर प्रतिबिंबित करने के लिए, कांच की परतों को [[टंगस्टन]] (डब्ल्यू)/[[सिलिकॉन]] (सी) या [[प्लैटिनम]] (पीटी)/[[ सिलिकन कार्बाइड | सिलिकन कार्बाइड]] (सीआईसी) के साथ बहु-लेपित किया गया था।<ref name="nustar1" /> | |||
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जबकि पहले एक्स-रे टेलिस्कोप सरल कोलिमेटिंग तकनीकों का उपयोग कर रहे थे (जैसे घूर्णित कॉलिमेटर्स, वायर कॉलिमेटर्स),<ref>{{Cite book|title = Exploring the X-ray Universe – Cambridge Books Online – Cambridge University Press|doi = 10.1017/cbo9780511781513|first = Frederick D.|last = Seward|first2 = Philip A.|last2 = Charles|year = 2010|isbn = 9780511781513}}</ref> वर्तमान में सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली तकनीक कोडेड एपर्चर मास्क का उपयोग करती है। यह तकनीक सूचक के सामने फ्लैट एपर्चर पैटर्न वाली ग्रिल का उपयोग करती है। यह डिज़ाइन प्रकाशिकी और इमेजिंग गुणवत्ता पर ध्यान केंद्रित करने की तुलना में कम संवेदनशील है और स्रोत की स्थिति की पहचान बहुत खराब है, चूँकि यह देखने का बड़ा क्षेत्र प्रदान करता है और उच्च ऊर्जा पर नियोजित किया जा सकता है, जहां चराई घटना प्रकाशिकी अप्रभावी हो जाती है। इसके अतिरिक्त इमेजिंग प्रत्यक्ष नहीं है, किंतु सिग्नल के पोस्ट-प्रोसेसिंग द्वारा छवि को पुनर्निर्माण किया गया है। | |||
== सूचक == | |||
एक्स-रे टेलीस्कोप के लिए सूचक पर कई तकनीकों को नियोजित किया गया है, जिसमें आयनीकरण कक्ष, [[जाइगर काउंटर|गीगर काउंटर]] या [[सिंटिलेटर]] जैसे काउंटर से लेकर चार्ज-युग्मित उपकरण या [[सीएमओएस सेंसर]] सेंसर जैसे इमेजिंग सूचक सम्मिलित हैं। माइक्रो-कैलोरीमीटर का उपयोग, जो विकिरण की ऊर्जा को बड़ी स्पष्टता के साथ मापने की अतिरिक्त क्षमता प्रदान करता है, भविष्य के मिशनों के लिए योजना बनाई गई है। | |||
== एक्स-रे दूरबीनों को नियोजित करने वाले मिशन == | == एक्स-रे दूरबीनों को नियोजित करने वाले मिशन == | ||
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==एक्स-रे दूरबीनों का इतिहास== | ==एक्स-रे दूरबीनों का इतिहास== | ||
{{See also| | {{See also|एक्स-रे खगोल विज्ञान का इतिहास}} | ||
पहला एक्स-रे टेलीस्कोप वोल्टर टाइप या ग्राज़िंग-इंसिडेंस ऑप्टिक्स का उपयोग करते हुए 15 अक्टूबर, 1963 को व्हाइट सैंड्स न्यू मैक्सिको में रॉकेट-जनित प्रयोग में उपयोग किया गया था, जो बॉल ब्रदर्स कॉर्पोरेशन का उपयोग करके एरोबी 150 रॉकेट पर नियंत्रण प्राप्त करने के लिए उपयोग किया गया था। 8-20 एंग्स्ट्रॉम क्षेत्र में सूर्य की एक्स-रे छवियां है । जो दूसरी उड़ान 1965 में उसी प्रक्षेपण स्थल पर थी (आर. गियाकोनी एट अल, एपीजे 142, 1274 (1965))। | |||
[[ आइंस्टीन वेधशाला | आइंस्टीन वेधशाला]] (1978-1981), जिसे हेओ-2 के रूप में भी जाना जाता है, वोल्टर टाइप या टेलीस्कोप (आर. जियाकोनी एट अल., एपीजे230,540 (1979)) के साथ पहली परिक्रमा करने वाली एक्स-रे वेधशाला थी। इसने सभी प्रकार के सितारों, सुपरनोवा अवशेष, आकाशगंगाओं और आकाशगंगाओं के समूहों के 0.1 से 4 केवी तक की ऊर्जा सीमा में उच्च-रिज़ॉल्यूशन एक्स-रे छवियां प्राप्त कीं। [[HEAO-1|हेओ-1]] (1977-1979) और [[HEAO-3|हेओ-3]] (1979-1981) उस श्रृंखला में अन्य थे। अन्य बड़ी परियोजना [[ROSAT|रोसैट]] (1990 से 1999 तक सक्रिय) थी, जो एक्स-रे प्रकाशिकी पर ध्यान केंद्रित करने वाली भारी एक्स-रे अंतरिक्ष वेधशाला थी। | |||
चंद्रा एक्स-रे वेधशाला नासा द्वारा और यूरोप जापान और रूस की अंतरिक्ष एजेंसियों द्वारा वर्तमान में प्रारंभ की गई उपग्रह वेधशालाओं में से है। चंद्रा ने उच्च अण्डाकार कक्षा में 10 से अधिक वर्षों के लिए संचालन किया है, हजारों 0.5 आर्क-सेकंड छवियों और 0.5 से 8.0 केवी की ऊर्जा सीमा में सभी प्रकार की खगोलीय वस्तुओं के उच्च-रिज़ॉल्यूशन स्पेक्ट्रा लौटाते हैं। चंद्रा के कई शानदार चित्र नासा/गोडार्ड वेबसाइट पर देखे जा सकते हैं। | |||
न्यूस्टार नवीनतम एक्स-रे अंतरिक्ष दूरबीनों में से एक है, जिसे जून 2012 में लॉन्च किया गया था। दूरबीन उच्च-ऊर्जा सीमा (3-79 केवी) और उच्च रिज़ॉल्यूशन में विकिरण का निरीक्षण करता है। नुस्टार सुपरनोवा में <sup>44</sup>Ti के क्षय से 68 और 78 केवी संकेतों के प्रति संवेदनशील है। | |||
[[ गुरुत्वाकर्षण और चरम चुंबकत्व | गुरुत्वाकर्षण और चरम चुंबकत्व]] (जीईएमएस) ने एक्स-रे ध्रुवीकरण को मापा होगा किंतु 2012 में इसे समाप्त कर दिया गया था। | |||
== यह भी देखें == | == यह भी देखें == | ||
* दूरबीन प्रकार की सूची | * दूरबीन प्रकार की सूची | ||
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Latest revision as of 17:05, 24 August 2023
एक्स-रे टेलीस्कोप (एक्सआरटी) एक टेलीस्कोप है जिसे एक्स-रे स्पेक्ट्रम में दूरस्थ वस्तुओं का निरीक्षण करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। पृथ्वी के वायुमंडल से ऊपर जाने के लिए, जो एक्स-रे के लिए अपारदर्शी है, एक्स-रे दूरबीनों को उच्च ऊंचाई वाले रॉकेट, गुब्बारों या कृत्रिम उपग्रहों पर स्थापित किया जाना चाहिए।
टेलीस्कोप के मूल तत्व प्रकाशिकी (फोकसिंग या संधानिक) हैं, जो टेलीस्कोप में प्रवेश करने वाले विकिरण को संग्रह करते हैं, और एक्स-रे सूचक, जिस पर विकिरण एकत्र और मापा जाता है। इन तत्वों के लिए विभिन्न प्रकार के विभिन्न डिजाइनों और तकनीकों का उपयोग किया गया है।
उपग्रहों पर उपस्थित कई टेलीस्कोप सूचक -टेलीस्कोप प्रणाली की कई प्रतियों या विविधताओं से जुड़े होते हैं, जिनकी क्षमताएं दूसरे को जोड़ती हैं या पूरक होती हैं और अतिरिक्त निश्चित या हटाने योग्य तत्व[1][2] (फ़िल्टर, स्पेक्ट्रोमीटर) जो उपकरण में कार्यक्षमता जोड़ता है।
प्रकाशिकी
एक्स-रे प्रकाशिकी में उपयोग की जाने वाली सबसे समान्य विधियाँ वोल्टर टेलीस्कोप और समांतरित्र हैं।
फ़ोकसिंग दर्पण
एक्स-रे दर्पणों का उपयोग संसूचक तल पर आपतित विकिरण को केंद्रित करने की अनुमति देता है। अलग-अलग ज्यामिति (जैसे किर्कपार्टिक-बैज़ या लॉबस्टर-आई) का सुझाव दिया गया है या नियोजित किया गया है, किंतु उपस्थित टेलीस्कोपों की लगभग समग्रता वोल्टर टेलीस्कोप की कुछ भिन्नताओं को नियोजित करती है। इस प्रकार के एक्स-रे प्रकाशिकी की सीमाओं के परिणामस्वरूप दृश्य या यूवी दूरबीनों की तुलना में दृश्य के बहुत संकीर्ण क्षेत्र (सामान्यतः <1 डिग्री) होते हैं।
संपार्श्विक प्रकाशिकी के संबंध में ध्यान केंद्रित करने वाले प्रकाशिकी अनुमति देते हैं:
- एक उच्च रिज़ॉल्यूशन इमेजिंग
- एक उच्च दूरबीन संवेदनशीलता: चूंकि विकिरण छोटे से क्षेत्र पर केंद्रित है इस तरह के उपकरणों के लिए संकेत-से-ध्वनि अनुपात बहुत अधिक है।
दर्पण सिरेमिक या धातु की पन्नी से बने हो सकते हैं[3] परावर्तक सामग्री (सामान्यतः सोना या इरिडियम) की पतली परत के साथ लेपित होते हैं। इस पर आधारित दर्पणों का निर्माण चराई की घटनाओं पर प्रकाश के पूर्ण परावर्तन के आधार पर होता है।
यह तकनीक कुल प्रतिबिंब और विकिरण ऊर्जा के लिए महत्वपूर्ण कोण के बीच व्युत्क्रम संबंध द्वारा ऊर्जा सीमा में सीमित है। 2000 के दशक की प्रारंभिक में चंद्रा एक्स-रे वेधशाला और एक्सएमएम- न्यूटन एक्स-रे अंतरिक्ष वेधशालाओं के साथ सीमा लगभग 15 किलो- इलेक्ट्रॉन वोल्ट (केवी) प्रकाश थी।[4] नए बहु-स्तरित लेपित दर्पणों का उपयोग करते हुए, नुस्टार टेलीस्कोप के लिए एक्स-रे दर्पण ने इसे 79 केवी प्रकाश तक बढ़ा दिया।[4]इस स्तर पर प्रतिबिंबित करने के लिए, कांच की परतों को टंगस्टन (डब्ल्यू)/सिलिकॉन (सी) या प्लैटिनम (पीटी)/ सिलिकन कार्बाइड (सीआईसी) के साथ बहु-लेपित किया गया था।[4]
कोलिमेटिंग ऑप्टिक्स
जबकि पहले एक्स-रे टेलिस्कोप सरल कोलिमेटिंग तकनीकों का उपयोग कर रहे थे (जैसे घूर्णित कॉलिमेटर्स, वायर कॉलिमेटर्स),[5] वर्तमान में सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली तकनीक कोडेड एपर्चर मास्क का उपयोग करती है। यह तकनीक सूचक के सामने फ्लैट एपर्चर पैटर्न वाली ग्रिल का उपयोग करती है। यह डिज़ाइन प्रकाशिकी और इमेजिंग गुणवत्ता पर ध्यान केंद्रित करने की तुलना में कम संवेदनशील है और स्रोत की स्थिति की पहचान बहुत खराब है, चूँकि यह देखने का बड़ा क्षेत्र प्रदान करता है और उच्च ऊर्जा पर नियोजित किया जा सकता है, जहां चराई घटना प्रकाशिकी अप्रभावी हो जाती है। इसके अतिरिक्त इमेजिंग प्रत्यक्ष नहीं है, किंतु सिग्नल के पोस्ट-प्रोसेसिंग द्वारा छवि को पुनर्निर्माण किया गया है।
सूचक
एक्स-रे टेलीस्कोप के लिए सूचक पर कई तकनीकों को नियोजित किया गया है, जिसमें आयनीकरण कक्ष, गीगर काउंटर या सिंटिलेटर जैसे काउंटर से लेकर चार्ज-युग्मित उपकरण या सीएमओएस सेंसर सेंसर जैसे इमेजिंग सूचक सम्मिलित हैं। माइक्रो-कैलोरीमीटर का उपयोग, जो विकिरण की ऊर्जा को बड़ी स्पष्टता के साथ मापने की अतिरिक्त क्षमता प्रदान करता है, भविष्य के मिशनों के लिए योजना बनाई गई है।
एक्स-रे दूरबीनों को नियोजित करने वाले मिशन
एक्स-रे दूरबीनों का इतिहास
पहला एक्स-रे टेलीस्कोप वोल्टर टाइप या ग्राज़िंग-इंसिडेंस ऑप्टिक्स का उपयोग करते हुए 15 अक्टूबर, 1963 को व्हाइट सैंड्स न्यू मैक्सिको में रॉकेट-जनित प्रयोग में उपयोग किया गया था, जो बॉल ब्रदर्स कॉर्पोरेशन का उपयोग करके एरोबी 150 रॉकेट पर नियंत्रण प्राप्त करने के लिए उपयोग किया गया था। 8-20 एंग्स्ट्रॉम क्षेत्र में सूर्य की एक्स-रे छवियां है । जो दूसरी उड़ान 1965 में उसी प्रक्षेपण स्थल पर थी (आर. गियाकोनी एट अल, एपीजे 142, 1274 (1965))।
आइंस्टीन वेधशाला (1978-1981), जिसे हेओ-2 के रूप में भी जाना जाता है, वोल्टर टाइप या टेलीस्कोप (आर. जियाकोनी एट अल., एपीजे230,540 (1979)) के साथ पहली परिक्रमा करने वाली एक्स-रे वेधशाला थी। इसने सभी प्रकार के सितारों, सुपरनोवा अवशेष, आकाशगंगाओं और आकाशगंगाओं के समूहों के 0.1 से 4 केवी तक की ऊर्जा सीमा में उच्च-रिज़ॉल्यूशन एक्स-रे छवियां प्राप्त कीं। हेओ-1 (1977-1979) और हेओ-3 (1979-1981) उस श्रृंखला में अन्य थे। अन्य बड़ी परियोजना रोसैट (1990 से 1999 तक सक्रिय) थी, जो एक्स-रे प्रकाशिकी पर ध्यान केंद्रित करने वाली भारी एक्स-रे अंतरिक्ष वेधशाला थी।
चंद्रा एक्स-रे वेधशाला नासा द्वारा और यूरोप जापान और रूस की अंतरिक्ष एजेंसियों द्वारा वर्तमान में प्रारंभ की गई उपग्रह वेधशालाओं में से है। चंद्रा ने उच्च अण्डाकार कक्षा में 10 से अधिक वर्षों के लिए संचालन किया है, हजारों 0.5 आर्क-सेकंड छवियों और 0.5 से 8.0 केवी की ऊर्जा सीमा में सभी प्रकार की खगोलीय वस्तुओं के उच्च-रिज़ॉल्यूशन स्पेक्ट्रा लौटाते हैं। चंद्रा के कई शानदार चित्र नासा/गोडार्ड वेबसाइट पर देखे जा सकते हैं।
न्यूस्टार नवीनतम एक्स-रे अंतरिक्ष दूरबीनों में से एक है, जिसे जून 2012 में लॉन्च किया गया था। दूरबीन उच्च-ऊर्जा सीमा (3-79 केवी) और उच्च रिज़ॉल्यूशन में विकिरण का निरीक्षण करता है। नुस्टार सुपरनोवा में 44Ti के क्षय से 68 और 78 केवी संकेतों के प्रति संवेदनशील है।
गुरुत्वाकर्षण और चरम चुंबकत्व (जीईएमएस) ने एक्स-रे ध्रुवीकरण को मापा होगा किंतु 2012 में इसे समाप्त कर दिया गया था।
यह भी देखें
- दूरबीन प्रकार की सूची
- एक्स-रे अंतरिक्ष दूरबीनों की सूची
- एक्स-रे खगोल विज्ञान
- वोल्टर टेलीस्कोप: प्रकार का एक्स-रे टेलीस्कोप जो ग्लॉसिंग इंसिडेंस मिरर के साथ बनाया गया है।
संदर्भ
- ↑ "Chandra :: About Chandra :: Science Instruments". chandra.si.edu. Retrieved 2016-02-19.
- ↑ "उपकरण". sci.esa.int. Retrieved 2016-02-19.
- ↑ "दर्पण प्रयोगशाला".
- ↑ 4.0 4.1 4.2 NuStar: Instrumentation: Optics Archived November 1, 2010, at the Wayback Machine
- ↑ Seward, Frederick D.; Charles, Philip A. (2010). Exploring the X-ray Universe – Cambridge Books Online – Cambridge University Press. doi:10.1017/cbo9780511781513. ISBN 9780511781513.
बाहरी संबंध
- Kamijo N; Suzuki Y; Awaji M; et al. (May 2002). "Hard X-ray microbeam experiments with a sputtered-sliced Fresnel zone plate and its applications". J Synchrotron Radiat. 9 (Pt 3): 182–6. doi:10.1107/S090904950200376X. PMID 11972376.
- Scientific applications of soft x-ray microscopy
