Wolter-Teleskop

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Wolter-Teleskop Typ I, II und III.

4-fach verschachteltes Wolter-Teleskop des Chandra-Weltraumteleskops (Illustration: NASA)

Als Wolter-Teleskop wird ein Röntgenteleskop bezeichnet, das eine Spiegelanordnung verwendet, wie sie der deutsche Physiker Hans Wolter 1952 vorschlug. Dabei wird ausgenutzt, dass der Brechungsindex von Materialien für Röntgenstrahlung etwas kleiner als eins ist, mithin beim streifenden Einfall auf die Oberflächen Totalreflexion auftritt.

Diese Spiegelanordnung setzt sich aus vielfach ineinander geschachtelten metallischen (oft nur aus beschichteten Folien bestehenden) Rotationsparaboloiden, denen jeweils ein Rotationshyperboloid folgt, zusammen. Auch Rotationsellipsoide werden in Kombination mit Rotationsparaboloiden verwendet. Diese Spiegel haben zusammen ähnliche Abbildungseigenschaften wie gewöhnliche Teleskope im sichtbaren Bereich des Lichts.

Das Prinzip wurde bereits 1952 vorgeschlagen als Technologie für ein Röntgenmikroskop.^[1] Aufgrund der benötigten extremen Genauigkeit der Oberflächen, deren Rauheit nur einige Millionstel Millimeter betragen darf, dauerte es bis 1978, bis das erste Wolterteleskop im Röntgensatelliten Einstein realisiert werden konnte.

Typen von Wolter-Teleskopen

Wolter-Typ I und II bestehen aus einer Kombination aus einem Paraboloid- und einem Hyperboloid-Spiegelsystem. Bei einem Wolter-I-System erfolgt die Reflexion immer an den Innenseiten der Spiegelsysteme, wobei bei einem Wolter-II-System die erste Reflexion an der Innenseite des Paraboloidspiegels und die zweite Reflexion an der Außenseite des Hyperboloidspiegels stattfindet.

Wolter-Typ-III-Systeme spiegeln die Röntgenphotonen zuerst an der Außenseite eines Paraboloids, die dann an der Innenseite eines Ellipsoidspiegels fokussiert werden.

Anwendungen

Der Röntgensatellit XMM-Newton verwendet drei Wolter-I-Systeme mit jeweils 57 ineinander geschachtelten Spiegeln.

Das Röntgenteleskop eROSITA, der am 13. Juli 2019 ins All gebracht wurde, verwendet sieben Wolter-I-Systeme mit jeweils 54 ineinander geschachtelten Spiegeln.

Einzelnachweise

↑ Hans Wolter: Spiegelsysteme streifenden Einfalls als abbildende Optiken für Röntgenstrahlen. In: Annalen der Physik. Band 445, Nr. 1-2, Januar 1952, ISSN 0003-3804, S. 94–114, doi:10.1002/andp.19524450108 (wiley.com [abgerufen am 16. Dezember 2023]).