Как снимают Солнце в рентгеновских лучах

Знаете ли вы, что…

обычными зеркалами и линзами нельзя получить рентгеновское изображение Солнца

Действительно, сфотографировать или детально рассмотреть Солнце в рентгеновских лучах с помощью обычного зеркала или стеклянной линзы абсолютно невозможно.

Вот простая физическая разгадка этого факта.

Рентген не умеет отражаться. Обычное зеркало отлично отражает видимый свет, потому что его волны мягко «отскакивают» от металлического напыления. Но рентгеновские лучи — это невероятно мощное и жесткое излучение с очень короткой длиной волны. Для рентгеновского кванта любое обычное зеркало похоже на забор из редких прутьев. Вместо того чтобы отразиться, лучи просто пробивают верхний слой и полностью поглощаются внутри зеркала.

Стеклянные линзы рентген тоже не преломляют — он проходит сквозь них, почти не замечая стекла, как через пустое место. Вспомните снимки в поликлинике: рентген легко прошивает наше тело, и обычное стекло для него не преграда.

Как же тогда астрономы смогли получить знаменитые рентгеновские снимки солнечной короны и космоса? Существует несколько способов. Во-первых ученые обманули физику и изобрели телескопы косого падения (оптику Вольтера). Представьте, что вы бросаете плоский камень в воду сверху вниз — он просто утонет (так рентген поглощается обычным зеркалом). Но если запустить камень под очень маленьким углом к воде, он пойдет «блинчиками» и отскочит от поверхности! Именно так устроены рентгеновские телескопы. Лучи Солнца падают на их металлические зеркала не прямо, а едва касаясь — буквально вскользь. Слегка изменив направление, лучи собираются в фокусе, и мы получаем четкую картинку.

Ещё один способ обмануть природу — это многослойные зеркала нормального падения (их используют для жесткого ультрафиолета и «мягкого» рентгена). На идеально гладкую подложку поочередно напыляют сотни тончайших слоев из разных металлов. Толщина каждого слоя — всего несколько атомов! Отдельно взятый слой почти не задерживает луч, но когда жесткое излучение проходит сквозь этот «пирог», микроотражения от каждой границы складываются вместе. В итоге получается суперзеркало, которое способно отражать жесткие лучи обратно, даже если они падают прямо, а не вскользь. Именно благодаря этой технологии мы сегодня имеем самые четкие и детальные фотографии солнечной атмосферы. Телескоп «Аврора» работает именно на этом принципе.