Kinesiske videnskabsmænd imiterer hummerøje for at observere universet

Forskere, der observerer det fjerne univers, bliver nogle gange inspireret af forskellige skabninger på Jorden. Hummerøjetteleskopet udviklet og lanceret af kinesiske videnskabsmænd er dets seneste eksempel.

National Astronomical Observatories of the Chinese Academy of Sciences (NAOC) afslørede for nylig verdens første sæt røntgenkort over himlen med stort område optaget af hummerøjeteleskopet eller Lobster Eye Imager for Astronomy (LEIA).

LEIA, der blev lanceret i rummet i slutningen af ​​juli, er et bredfelt røntgenteleskop, der ifølge NAOC er det første af sin slags i verden. Med "hummerøjet" forventes mennesker effektivt at kunne observere mystiske forbigående begivenheder i universet.

Det mest specielle ved LEIA er, at det har 36 mikroporøse hummerbriller og 4 store CMOS-sensorer, alle udviklet af Kina. Biologer opdagede tidligt, at hummerens øje er anderledes end andre dyrs. Hummerøjne består af mange små firkantede rør, der peger på det samme sfæriske centrum. Denne struktur tillader lys fra alle retninger at reflektere ind i rørene og konvergere på nethinden, hvilket giver hummeren et bredt synsfelt.

Prøvede for første gang i USA

I 1979 foreslog en amerikansk videnskabsmand at simulere hummerøjet for at skabe et teleskop til at detektere røntgenstråler i rummet. Men denne idé blev ikke realiseret i lang tid, før mikrobearbejdningsteknologien havde udviklet sig nok til at gøre det muligt. Forskerne udviklede derefter hummerbriller, der er dækket af bittesmå firkantede huller med et hårstrå tykt.

NAOC's X-ray Imaging Laboratory startede forskning og udvikling af hummerøje røntgenbilledteknologi i 2010 og har endelig fået et gennembrud. Den nyligt lancerede LEIA har ikke kun de længe ventede hummerbriller, men er også pionerer i installationen af ​​CMOS-sensorer, der er i stand til at behandle ved høje spektrale opløsninger.

"Dette er første gang, vi har implementeret anvendelsen af ​​CMOS-sensorer til røntgen-astronomiske observationer i rummet," sagde NAOC-officer Ling Zhixing. "Dette er en væsentlig nyskabelse inden for røntgenastronomidetektionsteknologi."

Giver vidvinkeludsigt

Ling, som er ansvarlig for LEIA-projektet, sagde, at hummerøjeteleskopets største fordel er dets vidvinkeludsigt. Ifølge Ling har tidligere røntgenteleskoper et synsfelt, der er omtrent på størrelse med Månen, når det ses fra Jorden, mens dette hummerøjeteleskop kan dække et himmelområde på omkring 1.000 månestørrelser.

"Tolv sådanne teleskoper vil blive installeret på den fremtidige Einstein Probe-satellit, og deres synsfelt kan være så stort som omkring 10 måner," siger Ling. Som Ling påpeger, er den nyligt opsendte LEIA et eksperimentelt modul til Einstein Probe-satellitten, som forventes at blive opsendt i slutningen af ​​2023. I alt 12 moduler vil så blive installeret på den nye satellit.

Programmet vakte stor opmærksomhed rundt om i verden, med deltagelse af European Space Agency og Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics i Tyskland. "Denne teknologi vil revolutionere røntgen-himmelovervågning og demonstrerer det kraftfulde videnskabelige potentiale i testmodulet Einstein Probe-mission," sagde Paul O'Brien, leder af astrofysik på School of Physics and Astronomy ved University of Leicester.

"Efter mere end ti års hårdt arbejde er det endelig lykkedes os at opnå observationsresultaterne fra hummerøjetteleskopet, og vi er alle meget stolte over, at så avanceret udstyr kan bidrage til verdens astronomiske forskning," sagde Zhang Chen. Assistant Principal Investigator af Einstein Probe-programmet. Ifølge Zhang vil Einstein-sonden udføre systematiske undersøgelser af himlen for at spore højenergi-transiente objekter i universet. Missionen forventes at opdage skjulte sorte huller og kortlægge fordelingen af ​​sorte huller i universet, og hjælpe os med at studere deres dannelse og udvikling.

Einstein-sonden vil også blive brugt til at lede efter og lokalisere røntgensignaler fra gravitationsbølgehændelser. Det vil også blive brugt til at observere neutronstjerner, hvide dværge, supernovaer, tidlige kosmiske gammaudbrud og andre objekter og fænomener.