利用衍射光学实现极高分辨率太阳X射线成像

本文描述了用于以优于0.1角秒角分辨率对太阳耀斑成像的X射线衍射光学器件的开发。具有这种分辨率的太阳活动区和太阳耀斑中≥10 MK等离子体的X射线图像将能够解析磁环的横截面积，并探测日冕耀斑能量释放区域本身。这项工作的目标是获得太阳耀斑期间在6.7 keV铁线复合体处的X射线图像，角分辨率高达0.1角秒——比目前可能的分辨率提高一个数量级以上。这种线发射来自高度电离的铁原子（主要是Fe xxv），存在于温度超过约10 MK的最热耀斑等离子体中。它提供了关于耀斑形态、铁丰度和热等离子体分布的信息。研究这种等离子体如何在太阳耀斑期间在如此短的时间内被加热到如此高的温度，对于理解这些强大的瞬变事件至关重要，这也是太阳物理学的主要目标之一。我们描述了相位波带片X射线透镜的设计、制造和测试，这些透镜在这些能量下的焦距约为100米，能够实现这些目标。我们展示了如何将这些透镜纳入一个双航天器编队飞行任务中，透镜位于最靠近太阳的航天器上，X射线成像阵列位于第二个航天器上，在约100米外的焦平面上。当两个航天器与太阳上的感兴趣区域对齐时，可以获得高分辨率X射线图像。讨论了控制两个航天器的要求和约束，以及这种编队飞行任务的总体可行性。