นักวิทยาศาสตร์จีนเลียนแบบตากุ้งก้ามกรามเพื่อสังเกตจักรวาล

นักวิทยาศาสตร์ที่สังเกตจักรวาลอันไกลโพ้นบางครั้งได้รับแรงบันดาลใจจากสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ บนโลก กล้องโทรทรรศน์ตากุ้งที่พัฒนาและเปิดตัวโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวจีนเป็นตัวอย่างล่าสุด

หอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์แห่งชาติของจีน Academy of Sciences (NAOC) ได้เปิดเผยชุดแรกของโลกของแผนที่เอ็กซ์เรย์พื้นที่กว้างของท้องฟ้าที่ถ่ายโดยกล้องโทรทรรศน์ตากุ้งก้ามกรามหรือ Lobster Eye Imager for Astronomy (LEIA)

เปิดตัวสู่อวกาศเมื่อปลายเดือนกรกฎาคม LEIA เป็นกล้องโทรทรรศน์ภาพเอ็กซ์เรย์แบบมุมกว้างซึ่งตาม NAOC เป็นกล้องโทรทรรศน์ประเภทนี้แห่งแรกในโลก ด้วย "ตากุ้งก้ามกราม" ผู้คนคาดว่าจะสามารถสังเกตเหตุการณ์ลึกลับลึกลับในจักรวาลได้อย่างมีประสิทธิภาพ

คุณสมบัติพิเศษที่สุดของ LEIA คือมีแว่นสายตากุ้งก้ามกราม 36 ตัวและเซ็นเซอร์ CMOS ขนาดใหญ่ 4 ตัวที่พัฒนาโดยจีนทั้งหมด นักชีววิทยาค้นพบแต่เนิ่นๆ ว่าตาของกุ้งมังกรนั้นแตกต่างจากตาของสัตว์อื่นๆ ตากุ้งก้ามกรามประกอบด้วยหลอดสี่เหลี่ยมเล็ก ๆ จำนวนมากที่ชี้ไปที่ศูนย์กลางทรงกลมเดียวกัน โครงสร้างนี้ช่วยให้แสงจากทุกทิศทางสะท้อนเข้าไปในหลอดและมาบรรจบกันที่เรตินา ซึ่งทำให้กุ้งล็อบสเตอร์มีขอบเขตการมองเห็นที่กว้าง

ทดลองครั้งแรกในสหรัฐอเมริกา

ในปี 1979 นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันเสนอให้จำลองตากุ้งก้ามกรามเพื่อสร้างกล้องโทรทรรศน์สำหรับตรวจจับรังสีเอกซ์ในอวกาศ แต่แนวคิดนี้ไม่ได้เกิดขึ้นมาเป็นเวลานานจนกระทั่งเทคโนโลยีไมโครแมชชีนนิ่งมีวิวัฒนาการเพียงพอที่จะทำให้เป็นไปได้ จากนั้นนักวิจัยได้พัฒนาแว่นสายตากุ้งก้ามกรามที่มีรูสี่เหลี่ยมเล็ก ๆ หนาหนึ่งเส้น

X-ray Imaging Laboratory ของ NAOC เริ่มวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีการถ่ายภาพเอ็กซ์เรย์ตากุ้งก้ามกรามในปี 2010 และในที่สุดก็ประสบความสำเร็จ LEIA ที่เพิ่งเปิดตัวใหม่ไม่เพียงแต่นำเสนอแว่นตาตากุ้งมังกรที่ทุกคนรอคอย แต่ยังเป็นผู้บุกเบิกการติดตั้งเซ็นเซอร์ CMOS ที่สามารถประมวลผลด้วยความละเอียดสเปกตรัมสูง

Ling Zhixing เจ้าหน้าที่ NAOC กล่าวว่า นี่เป็นครั้งแรกที่เรานำเซ็นเซอร์ CMOS มาใช้ในการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ด้วยรังสีเอกซ์ในอวกาศ "นี่เป็นนวัตกรรมที่สำคัญในเทคโนโลยีการตรวจจับทางดาราศาสตร์ด้วยรังสีเอกซ์"

ให้ภาพมุมกว้าง

Ling ผู้รับผิดชอบโครงการ LEIA กล่าวว่าข้อได้เปรียบที่ใหญ่ที่สุดของกล้องโทรทรรศน์ตากุ้งมังกรคือมุมมองมุมกว้าง ตามรายงานของ Ling กล้องโทรทรรศน์เอ็กซ์เรย์รุ่นก่อนๆ จะมีขอบเขตการมองเห็นประมาณขนาดของดวงจันทร์เมื่อมองจากโลก ในขณะที่กล้องโทรทรรศน์ตากุ้งก้ามกรามนี้สามารถครอบคลุมพื้นที่ท้องฟ้าได้ประมาณ 1.000 ดวงขนาดเท่าดวงจันทร์

"กล้องโทรทรรศน์ดังกล่าวจำนวน 10 ดวงจะถูกติดตั้งบนดาวเทียม Einstein Probe ในอนาคต และขอบเขตการมองเห็นของพวกมันอาจมีขนาดใหญ่เท่ากับประมาณ 2023 ดวงจันทร์" Ling กล่าว ตามที่ Ling ชี้ให้เห็น LEIA ที่เพิ่งเปิดตัวนี้เป็นโมดูลทดลองสำหรับดาวเทียม Einstein Probe ซึ่งคาดว่าจะเปิดตัวในปลายปี 12 จากนั้นจะมีการติดตั้งโมดูลทั้งหมด XNUMX โมดูลบนดาวเทียมใหม่

โปรแกรมนี้ได้รับความสนใจอย่างมากจากทั่วโลก โดยมีส่วนร่วมของ European Space Agency และ Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics ในเยอรมนี "เทคโนโลยีนี้จะปฏิวัติการตรวจสอบท้องฟ้าด้วยรังสีเอกซ์และแสดงให้เห็นถึงศักยภาพทางวิทยาศาสตร์อันทรงพลังของภารกิจโมดูลทดสอบ Einstein Probe" Paul O'Brien หัวหน้าฝ่ายดาราศาสตร์ฟิสิกส์ในโรงเรียนฟิสิกส์และดาราศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยเลสเตอร์กล่าว

Zhang Chen กล่าวว่า "หลังจากทำงานหนักมานานกว่าสิบปี ในที่สุดเราก็ประสบความสำเร็จในการได้รับผลการสังเกตการณ์จากกล้องโทรทรรศน์ตากุ้งก้ามกราม และเราทุกคนภูมิใจมากที่อุปกรณ์ขั้นสูงดังกล่าวสามารถสนับสนุนการวิจัยทางดาราศาสตร์ของโลกได้" Zhang Chen กล่าว ผู้ช่วยหัวหน้าผู้ตรวจสอบโครงการ Einstein Probe Zhang กล่าวว่า Einstein Probe จะทำการสำรวจท้องฟ้าอย่างเป็นระบบเพื่อติดตามวัตถุชั่วคราวที่มีพลังงานสูงในจักรวาล ภารกิจนี้คาดว่าจะค้นพบหลุมดำที่ซ่อนอยู่และทำแผนที่การกระจายของหลุมดำในจักรวาล ซึ่งช่วยให้เราศึกษาการก่อตัวและวิวัฒนาการของหลุมดำ

นอกจากนี้ Einstein Probe ยังจะใช้เพื่อค้นหาและระบุสัญญาณเอ็กซ์เรย์จากเหตุการณ์คลื่นโน้มถ่วง นอกจากนี้ยังใช้ในการสังเกตดาวนิวตรอน ดาวแคระขาว ซุปเปอร์โนวา การระเบิดแกมมาของจักรวาลในช่วงแรก และวัตถุและปรากฏการณ์อื่นๆ