TELESCOAPELE ASTRONOMICE REFRACTOARE

TELESCOAPELE    ASTRONOMICE

Corpurile cosmice emit diferite forme de radiatii , dar cel mai adesea undele luminoase si radio ating suprafata Pamantului . De aceea se folosesc telescoape optice si radio pentru a studia Universul .

Telescoapele optice aduna mai multa lumina decat ochiul uman . Irisul Ochiului normal nu se poate deschide mai mult de 8mm . Un telescop cu apertura de diametrul de 80mm are o suprafata colectoare de 100 de ori mai mare . Astfel se va aduna de 100 de ori mai multa lumina si va arata stele care nu pot fi vazute cu ochiul liber .

Telesoapele folosite de astronomi au aperturile mult mai mari . Telescopul din Mount Palomar , California USA , are o apertura de 5m . Cu cat diametrul telescopului este mai mare , cu atat steaua va aparea mai luminoasa si astronomul va putea sa vada mai departe in spatiu . De asemenea , deoarece telescoapele maresc obiectele , ele arata detalii mici care nu pot fi vazute cu ochiul liber .

Mijlocul prin care telescopul aduna lumina pentru a forma imaginea se numeste obiectiv . Acesta poate fi o lentila sau oglinda curbata . Un telescop cu o lentila-obiectiv se numeste refractor , sau telescop refractor , pentru ca lentila functioneaza refractand (indoind) lumina . Daca obiectivul este o oglinda , telescopul este numit reflector , sau telescop reflector . In ambele cazuri , se foloseste o lentila oculara pentru a mari imaginea formata de obiectiv .

- TELESCOAPE    REFRACTOARE -

Primele refractoare erau pline de defecte optice . Cea mai grava dintre acestea a fost aberatia cromatica - formarea de imagini colorate in jurul imaginii . Folosind lentile subtiri cu distanta focala mare se micsora aberatia cromatica , dar astfel telescoapele puternice deveneau extrem de masive , unele cu o lungime de peste 45 de metri . Totusi , folosind asemenea telescoape , suspendate de un aranjament complex de stalpi si scripeti , s-au facut multe descoperiri despre sistemul Solar .

Telescoapele refractare moderne folosesc lentile facute din doua tipuri de sticla . Aberatia cromatica a unui element o anuleaza pe cea a urmatorului , astfel incat se produce o imagine practic lipsita de culoare . O asemenea lentila este acromatica , adica 'fara culoare' . Inventia lentilei acromatice a dus la dezvoltarea refractorului de 0,47m folosit pentru descoperirea micutei stele albe pitice de mica luminozitate ce o insoteste pe Sirius . Cele mai mari refractoare construite vreodata sunt telescopul de 0.91m din Observatorul Lick si cel de 1.01m din Observatorul Yerkes , ambele fiind americane si ambele folosite si in prezent .

Marimea refractorului are o limita superioara , iar telescopul de la Yerkes se apropie de aceasta limita . Motivul este acela ca lentilele mari tind sa se surpe , pentru ca sunt sustinute doar in jurul marginii si de aceea distorsioneaza imaginea . Din fericire , daca obiectivul este o oglinda , aceasta poate fi sustinuta pe intreaga suprafata posterioara . Din acest motiv , cele mai mari telescoape optice sunt telescoapele reflectoare . Acestea nu au aberatie cromatica si sunt mult mai compacte decat refractoarele .

- TELESCOAPE REFLECTOARE -

Lumina adunata de oglinda principala (primara) a unui telescop reflector este reflectata pe o oglinda plana mai mica , iar de acolo intr-un ocular . Acesta poate fi plasat langa sau in spatele tubului telescopului . Spre deosebire de oglinzile obisnuite , oglinzile de telescop au invelisul pe suprafata superioara . Imperfectiunile din sticla nu au efect asupra imaginii pentru ca lumina nu trece prin aceasta si numai o singura suprafata trebuie modelata si lustruita .

Primul telescop mare cu oglinda de sticla a fost reflectorul de 1.5m instalat de George Ellery Hale in 1908 la Mount Wilson , California . Hale a proiectat si un reflector urias de 5m , care a intrat in functiune pe Muntele Palomar in 1948 , la zece ani dupa moartea sa . A fost nevoie de multe incercari pentru turnarea placii de sticla pentru oglinda si luni intregi de racire lenta pentru a-i preveni sfaramarea . Timp de multi ani , reflectorul de 5m al lui Hale a fost cel mai mare telescop optic din lume . In prezent cel mai mare este reflectorul de 6m de la Zelenchukskaya , Rusia , din Muntii Caucaz , intre Marea Neagra si Marea Caspica .

REFLEXII MULTIPLE

Oglinzile reflectoare mari trebuie sa aiba o suprafata extrem de neteda si aceasta le face extrem de costisitoare . O abordare alternativa este de a asambla oglinzi mai mici , care sunt mai ieftin de fabricat . Cel mai mare telescop de acest gen este Telescopul cu Oglinzi Multiple (TOM) de la Universitatea din Arizona , Sua . El are sase oglinzi de 1.8m cu o suprafata colectoare combinata egala cu cea a unui telescop cu diametrul de 4.5m .

TELESCOAPE FOTOGRAFICE

Un dezavantaj al telescoapelor conventionale este acela ca prin ele se poate vedea doar o parte mica a cerului . In 1930 opticianul estonian Bernhard Schmidt a inventat un nou tip de telescop fotografic care largea unghiul de vedere combinand lentile cu oglinzi . Astazi telescoapele Schmidt sunt o parte esentiala a observatoarelor . Astronomii inspecteaza cerul cu un telescop Schmidt dupa care se apropie de obiectele selectate cu reflectoare mari .

Contrar credintelor , astronomii profesionisti petrec relativ putin timp uitandu-sse prin telescoape. Mult mai adesea , telescoapele optice sunt folosite ca teleobiective uriase pentru realizarea unor fotografii cu timp de expunere lung care pot fi vazute prin observare directa . Expunerile pot dura o ora sau mai mult si in acest timp telescopul trebuie miscat constanta pentru a se compensa miscarea de rotatie a Pamantului si a-l mentine pe tinta . Uneori se folosesc amplificatoare electronice de imagine pentru detectarea si imbunatatirea luminii slabe receptionate de la cele mai indepartate obiecte . In plus , computerele imbunatatesc imaginile , escopera detalii care altfel ar fi imperceptibile . Un alt instrument atasat uneori este spectroscopul , care e folosit pentru a se analiza lumina care intra .

Cea mai buna vizibilitate a cerului este obtinuta deasupra paturii incetosate si filtratoare pe care o formeaza atmosfera Pamantului . In aprilie 1990 oamenii de stiinta americani au folosit o naveta spatiala pentru a pune in orbita in jurul Pamantului Telescopul Spatial Hubble . In ciuda unei greseli de fabricatie in oglinda principala de 2,4m a telescopului si a unor probleme cu sistemele de telecomanda a aparaturii , oamenii de stiinta de pe Pamant au obtinut multe imagini de detaliu cu planete si galaxii folosind un calculator pentru corectarea distorsiunilor produse de oglinda . Alte telescoape pe orbita in jurul Pamantului au fost folosite pentru studierea universului folosind alte forme de radiatie , ca undele radio .

RADIOASTRONOMIA

Undele radio din spatiu au fost descoperite accidental in in timp ce americanul Karl Jansky studia radiatia produsa de furtunile cu trasnete . El a descoperit ca exista o sursa de unde radio in apropiere de constelatia Sagittarius , unde este centrul Galaxiei noastre . Americanul Grote Reber a aratat ca intreaga Galaxie emite unde radio . Aceste descoperiri au dus la dezvoltarea radioastronomiei , iar aparatura folosita pentru detectarea acestor semnale se numeste radiotelescop .

Radiotelescopul are trei parti principale . Sistemul antenei receptioneaza undele radio si le transforma in semnale electrice . Apoi un amplificator intareste semnalele provenite de la antena si un dispozitiv de iesire le afiseaza sau le stocheaza pentru a fi analizate ulterior .

ANTENE

Antena unui radiotelecop poate lua multe forme , cea mai simpla constand din numerosi dipoli (perechi de poli) , imprastiate la sol si legate prin cabluri . Dar tipul cel mai familiar este antena parabolica - un bol metalic concav care concentreaza undele radio pe un dipol simplu. Cea mai mare antena parabolica complet dirijabila din lume este in Effelsberg , Germania , cu diametrul de 100 de metri . O antena parabolica fixa de 300m este construita intr-o depresiune din pamant la Arecibo , Puerto Rico . Aceasta detecteaza doar surse aflate deasupra .

Antenele parabolice de receptie sunt foarte mari pentru a obtine un semnal relativ puternic . Cel mai mic detaliu care poate fi detectat de un telescop depinde de lungimea de unda a radiatiei impartita la diametrul telescopului . Deoarece undele radio au lungimea de unda mai mare decat cele luminoase , un radiotelescop conventional este capabil sa ofere aceleasi detalii ca un telescop optic mai mare ar trebui sa aiba un diametru de mai multi kilometri .

Din fericire , efectul unei antene parabolice mari poate fi sintetizat prin combinarea semnalelor de iesire de la mai multe antene mai mici . Uneori siruri de radiotelescoape din tari diferite sunt legate pentru sintetizarea unor antene de dimensiunea Pamantului . Aceasta tehnica este numita Masurare Interferometrica cu Linie de Baza Foarte Lunga (Very Long Baseline Interferometry , VLBI) .

AMPLIFICATOARE

Radiotelescoapele functioneaza adesea la cea mai inalta frecventa posibila ( cea mai scurta lungime de unda) , pentru a obtine o mare putere de rezolutie . Progresul radioastronomiei depinde in mare parte de dezvoltarea amplificatoarelor electrice care functioneaza eficient la frecvente de pana la mai multi gigahertzi (GHz ; un GHz este egal cu o mie de milioane de cicluri pe secunda ) . Un preamplificator special este situat de obicei in focarul antenei parabolice pentru a intari semnalul foarte slab , inainte de a trece printr-un cablu la amplificatorul principal . Preamplificatorul transpune semnalul intr-o frecventa mai joasa , care poate fi transmis prin cablu mai eficient .

Dispozitivul de iesire poate fi un aparat inregistrator cu banda in care deviatia varfului penitei indica puterea radiatiei din diferite parti ale sursei . In alte cazuri , semnalul de iesire este divizat in frecventele sale componente de un circuit electronic , astfel incat poate fi afisata iesirea de pe fiecare frecventa . Din frecvente astronomii pot determina natura materialului care emite radiatia .

Exista si alte tipuri de telescoape concepute pentru a forma imagini folosind raze infrarosii , raze ultraviolete , raze X si raze gamma provenite de la corpuri indepartate din spatiu .

Telescopul HUBBLE

TELESCOPUL REFRACTOR GREENWICH