Телескопы большого диаметра, раздел астрофизика

Вы любите наблюдать за звездами? Это занятие становится еще более приятным с хорошим телескопом, который позволяет видеть далеко в космос. Астрономы-любители во всем мире очень разборчивы, когда дело доходит до телескопов, поэтому они могут делать такие же потрясающие фотографии, как на фото. Вы можете попробовать сделать эти фотографии самостоятельно, но для этой задачи подходят только телескопы большого диаметра.

Рассмотрите фото вверху ближе, нажав на него! - это изображение, полученное с помощью телескопа большого диаметра по сравнению с обычным телескопом. На этом снимке показана одна и та же часть неба, сделанная GMT и космическим телескопом Хаббла. Как вы можете видеть, GMT позволяет получать более качественные и четкие изображения.

Почему мы сегодня используем телескопы большого диаметра?
Давным-давно, когда древнегреческие философы обсуждали природу, они пришли к идее, что небесное царство - это совершенно другой мир и что правила там полностью отличаются от земных. Но наш мир мог наслаждаться видом, видимым невооруженным глазом. Ситуация оставалась неизменной более тысячи лет. К счастью, астрономы, такие как Галилей, обнаружили, что на небе больше, чем могут наблюдать наши глаза. Чтобы хорошо рассмотреть эти далекие звезды, они начали строить телескопы.

Первые телескопы были довольно простыми, состояли всего из нескольких линз и могли увеличивать объект только в четыре раза больше его размера. Из-за проблем с визуализацией многие люди сосредоточились на решении этих проблем, и начало формироваться сообщество производителей телескопов. С течением времени конструкция улучшалась, поэтому создавались разные модели телескопов. Новейшими являются телескопы большого диаметра, которые решают проблемы нечеткости и нечеткости изображений.

Фотографии, сделанные старыми телескопами, которые не имеют хорошей апертуры, размыты, поэтому дальнейший анализ затруднен или даже невозможен. Это вполне нормально, поскольку звездные объекты (звезды, туманности) и галактики находятся так далеко. Из-за большого расстояния они кажутся маленькими и бледными. Некоторые из них настолько расплывчаты, что их невозможно наблюдать без использования превосходного большого телескопа. Если вы хотите хорошо рассмотреть галактики и звезды, вам придется использовать телескоп большого диаметра.

Как функционируют телескопы большого диаметра?
Телескопы, как и камеры, нуждаются в хорошей диафрагме. Апертура - это отверстие на камере, которая делает снимок. Он должен быть большим, чтобы собирать больше света. Есть два важных оптических компонента: линзы и зеркала. Они должны быть большими, поскольку их размер определяет количество собираемого света.

Две способности имеют решающее значение для телескопа: способность собирать как можно больше света и его разрешающая способность. Хорошее освещение означает, что вы получаете яркую фотографию. Больше света означает, что размытые объекты станут видимыми, и у вас будет больше света для анализа, что делается с помощью спектрального анализа. Поскольку мы проводим спектральный анализ на Земле, мы можем работать только со светом, который мы собираем здесь с помощью наших телескопов.

Разрешающая способность определяет четкость изображения. Это отражает способность оптического прибора различать мелкие детали.Резкость важна, поэтому вы не пропустите ни одной детали. Недостатки наносят огромный ущерб анализу, поэтому оптика постоянно совершенствуется, чтобы избежать размытости. При наблюдении за очень маленьким небесным телом очень важно хорошее увеличение. Это позволяет увеличить размер изображения небесного тела, чтобы вы могли хорошо рассмотреть его без потери резкости. Если разрешающая способность хорошая, вы сможете увидеть небесное тело в мельчайших деталях.

Если это тело маленькое, вам также нужно хорошее увеличение. Вы должны знать, что не все длины волн могут проходить через линзы, поэтому это влияет на изображения и любой последующий анализ. Объективы также сталкиваются с проблемами с двумя типами аберраций. Это делает их менее предпочтительными по сравнению с зеркалами, которые относительно просты в изготовлении. Из-за этого большинствотелескопов полагаются на зеркала.

Что вы делаете после получения хороших изображений?
После получения хороших снимков необходимо проанализировать свет, собранный телескопом. Здесь используется спектроскопия, поэтому сначала вы знакомитесь со спектрами. Спектры могут быть получены для любой энергии света, от радиоволн до гамма-лучей. Если вы видели радугу, вы видели пример спектра. Спектры создаются путем разделения компонентов света по длине волны. Обратите внимание, что существуют различные типы спектроскопии, в зависимости от анализируемых спектров. Например, существуют инфракрасная (ИК) спектроскопия и ультрафиолетово-видимая (UV / Vis) спектроскопия.

Спектроскопия очень полезна для астрономов, потому что они могут полагаться только на наблюдения. Астрономы и астрофизики могут определить скорость небесного объекта или составляющих его элементов благодаря спектроскопии.

Что мешает нам получать хорошие изображения?
Для получения четких и четких снимков необходимо, чтобы свет анализируемого объекта был непрерывным и чистым. Чистый означает отсутствие каких-либо других источников света, мешающих работе телескопа. К сожалению, на Земле мы сталкиваемся с двумя ключевыми проблемами: атмосферной турбулентностью и световым загрязнением. Из-за светового загрязнения телескопы должны располагаться в отдаленных районах. Современные города хорошо освещены ночью, поэтому световое загрязнение влияет на получение изображений. На самом деле, вы, вероятно, даже не сможете увидеть звездное небо, если живете в городе.

Воздушная (атмосферная) турбулентность (также известная как ‘видение’) снижает разрешающую способность. Поскольку атмосфера никогда не бывает неподвижной, различные слои все время перемешиваются и заставляют входящий свет менять свое направление при прохождении. Это влияет на количество света, достигающего апертуры, поэтому изображения искажаются. Это означает, что разрешающая способность уменьшается из-за этого явления.

Гигантский Магелланов телескоп (GMT)
Это телескоп с отличной способностью собирать свет и получать изображения с отличным разрешением. Его основная цель - помочь ученым узнать об экзопланетах, образовании галактик и других наблюдениях за звездами. Он относится к 30-метровому классутелескопов и состоит из семи сегментов. Диаметр каждого из них составляет 8,4 метра.

Если вы посмотрите на картинку, вы увидите, что эти сегменты образуют одно огромное зеркало. Это самый большой инфракрасный телескоп, и его площадь сбора света составляет 382 м2. Тот факт, что это инфракрасный телескоп, означает, что он видит инфракрасную часть спектра, которую мы не можем видеть глазами. Этот телескоп минимизирует путь света, когда свет отражается от одного зеркала к другому. По сравнению с космическим телескопом Хаббла, этот имеет лучшую разрешающую способность.

Тридцатиметровый телескоп (TMT)
TMT расположен на Гавайях на Мауна-Кеа, священном месте коренных народов. Это изолированное место, поэтому здесь нет светового загрязнения. Кроме того, погодные условия очень благоприятные, поэтому фотографии, сделанные TMT, получаются очень четкими. В сочетании с хорошим дизайном, TMT обычно дает отличные фотографии. Он надеется собрать свет, относящийся к части спектра между ближним ультрафиолетом и средним инфракрасным диапазоном.

Телескопы большого диаметра - основные выводы

Турбулентность воздуха и световое загрязнение снижают способность телескопа получать хорошие изображения.