Télescope à rayons X

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Un télescope à rayons X est un télescope conçu pour l'astronomie des rayons X. Ces derniers doivent être mis en orbite hors de l'atmosphère terrestre, qui est opaque aux rayons X. Ils sont donc montés sur des fusées de haute altitude ou des satellites artificiels.

Au début des années 2000, les télescopes à rayons X peuvent observer avec une certaine précision des rayonnements allant jusqu'à une énergie d'environ 15 keV[1]. Le NuSTAR, qui est l'un des plus récents appareils, repousse cette limite à 79 keV grâce à une technologie impliquant de nouvelles épaisseurs de revêtements, une fabrication assistée par ordinateur ainsi que diverses autres techniques[1].

Histoire[modifier | modifier le code]

L'opacité électromagnétique de l'atmosphère a longtemps empêché l'humanité d'observer le ciel dans le domaine des rayons X.

Le premier télescope à rayons X est de type Wolter I. Il est lancé à l'aide d'une fusée en 1965 afin de capturer des images en rayons X du Soleil.

L'observatoire d'Einstein est le premier observatoire à rayons X avec un télescope du type Wolter I mis en orbite. Lancé en 1978, il obtient des images à rayons X de haute résolution dans une zone d'énergie de 0,1 à 4 keV des étoiles de tout type, de vestiges de supernova, de galaxies et de groupes de galaxies.

Lancé en 1999, l'observatoire à rayons X Chandra fait partie des télescopes à rayons X les plus récents. Fruit d'une collaboration entre la NASA, par l'agence spatiale européenne, par l'agence spatiale russe et par l'agence aérospatiale japonaise, Chandra opère depuis une orbite très elliptique et envoie des images de la branche énergétique ayant un champ de 0,5 secondes d'arc dans une branche énergétique de 0,08 à 10 keV.

Conception[modifier | modifier le code]

Vue interne du télescope à rayons X ATHENA.
Article détaillé : Optique en rayons X.

Les télescopes à rayons X peuvent être conçus de diverses façons afin d'imager ces derniers. Les méthodes les plus couramment utilisées sont celles faisant intervenir les miroirs à incidence rasante et les ouvertures codées (en). Ces systèmes créent un champ de vision plus étroit que ce qui peut être obtenu avec un télescope observant, par exemple, en lumière visible ou ultraviolette.

Les miroirs peuvent être composés de céramique ou de feuilles métalliques[2]. Les matériaux les plus utilisés sont l'or et l'iridium. L'angle critique de réflexion dépend du matériau et de l'énergie des rayons incidents. Ainsi, par exemple, pour de l'or avec des photons dont l'énergie est d'un kiloélectron-volt, l'angle critique de réflexion est de 3,72 degrés.

Le miroir du NuSTAR possède plusieurs couches, dont certaines faites de tungstène et de silicone ainsi que de platine et de carbure de silicium[1].

Quelques télescopes à rayons X utilisent la méthode d'imagerie par ouverture codée. Cette méthode consiste à utiliser une grille plate avec des ouvertures devant le détecteur. Cette méthode réduit considérablement le poids de l'appareil, mais implique un traitement de l'image beaucoup plus important.

Télescopes à rayons X[modifier | modifier le code]

Catégorie:Télescope spatial à rayons X

  • Exosat : Les deux télescopes à imagerie fonctionnant à basse énergie à bord d'EXOSAT utilisaient des optiques à rayons X de type Wolter 1 et étaient équipés de deux détecteurs à focale plane (en) : un PSD (position sensitive detector) et un CMA (channel multiplier array)[3].
  • Télescope Filin : Le télescope filin, situé à bord de Saliout 4, est composé de quatre compteurs, dont trois ont une surface totale de détection de 450 cm2 pour une énergie de 2 à 10 keV, et un de 37 cm2 pour la gamme de 0,2 à 2 keV. Le champ a été limité par un collimateur à fentes à une largeur à mi-hauteur de 3° x 10°. L'instrumentation comprend des capteurs optiques montés sur l'extérieur de la station avec les détecteurs de rayons X. L'alimentation et les unités de mesure étaient à l'intérieur[4].
  • Télescope SIGMA : Le télescope à rayon-x SIGMA couvre la gamme d'énergie de 35 à 1 300 keV avec une surface utile de 800 cm2 et un champ de sensibilité maximale de vue de ~ 5 ° x 5 °[5]. Son pouvoir de résolution était de 15 minutes d'arc[6].

Notes et références[modifier | modifier le code]

(en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « X-ray telescope » (voir la liste des auteurs)

  1. a, b et c (en) NuStar: Instrumentation: Optics « Instrumentation »
  2. (en) « Mirror laboratory »
  3. (en) « Exosat — the new extrasolar x-ray observatory »
  4. (en) « Salyut 4 - NASA - NSSDC - Spacecraft - Details » (consulté le 14 décembre 2013)
  5. (en) P. Mandrou, E. Jourdain, L. Bassani et al., « Overview of two-year observations with SIGMA on board GRANAT », Astronomy and Astrophysics Supplement Series, vol. 97, no 1,‎ 1993, p. 1-4 (ISSN 0365-0138, résumé, lire en ligne)
  6. (en) « A hard X-ray sky survey with the SIGMA telescope of the GRANAT observatory » (consulté le 14 décembre 2013)

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]