Сучасна астрономія

Телескоп, що дозволяє сучасним астрономам бачити далекі світи, був і залишається їх головним інструментом. Без його допомоги, фактично, неможливо досліджувати безмежні простори Всесвіту.

Існують два основних типи телескопів.

У рефракторах використовується лінза-об’єктив, яка збирає промені. У рефлекторі світло збирається за допомогою увігнутого головного дзеркала. Характеризуючи телескоп, астрономи зазвичай називають діаметр його об’єктива. У сучасній астрономії використовують, за рідкісним винятком, великі рефлектори. Протягом останніх двадцяти років було побудовано десять гігантських рефлекторів з діаметром об’єктива від 3 до 6 м.

Найбільшими однозеркальними телескопами є:

  • встановлений в 1948 році на горі Паломар (Каліфорнія) телескоп з діаметром дзеркала 5,1 метрів;
  • 6-метровий – встановлений на горі Пастухова на Кавказі (Росія) в 1976 році.

Вершина згаслого вулкана Мауне-Кеа (4160 метрів) на одному з Гавайських островів – найвище, найкраще місце у світі для астрономічних спостережень. Безліч великих телескопів встановлено тут, щоб використовувати унікальну можливість піднятися над більш щільними, хмарними шарами атмосфери Землі. Виготовити величезне дзеркало варто великої праці, і вартість його висока, тому астрономи зараз починають використовувати многозеркальні телескопи, в яких світло збирається в одному місці за допомогою декількох дзеркал.

Застосовуються також дзеркала, складені з безлічі однакових частин, разом створюють той же ефект, що і одне велике дзеркало. Одним з найбільших є телескоп «Кек» з діаметром дзеркала 10 метрів. В цьому пристрої на вершині Меуна-Кеа комп’ютер управляє 36 шестикутними дзеркалами, що створюють ефект великого дзеркала. Важить цей гігант більше 270 тонн.

Телескопи поміщають у великі споруди, які називаються обсерваторіями.

Якщо обсерваторія розташована на рівні, близькому до рівня моря, то її, подібно ковдрі, накриває щільна земна атмосфера. Навіть коли небо безхмарне і в повітрі немає пилу і забруднень, його тремтіння спотворює пройдені через нього промені світла. Мерехтливі зірки в окулярах потужних телескопів видно як розмиті гуртки.

Ось чому більшість сучасних обсерваторій знаходиться високо в горах. Однак і там умови не ідеальні. Оптимальним варіантом було б розміщувати великі телескопи в космосі або на поверхні Місяця, позбавленого атмосфери. На сьогодні найбільшим космічним телескопом, працюючим на навколоземній орбіті, є «Хаббл», запущений в 1990 році.

Цей пристрій має діаметр головного дзеркала 2,4 м. Він знаходиться на орбіті заввишки 650 км, що виключає вплив земної атмосфери. Після запуску телескопа в 1990 році несподівано виявився дефект форми його головного дзеркала, який був скоректований засобами оптики, доставленими на орбіту екіпажем космічного човника в 1993 році.

Завдяки особливій чутливості цього телескопа вчені тепер можуть розрізняти деталі в десять разів більш дрібні і тьмяні, ніж ті, що доступні наземним телескопам.

У телескопі «Вільямом Гершелем» використовується увігнуте дзеркало діаметром 4,2 м. Світлові промені, відбившись від нього, потрапляють на вторинне дзеркало, укріплене вгорі металевого каркаса.

На шляху вниз світло потрапляє на третє дзеркало, яке спрямовує його в світлоприймач, де воно реєструється і аналізується електронним способом. Управління роботою, як і в інших великих сучасних телескопах, здійснюється за допомогою комп’ютера.

Дуже важливу роль в сучасній астрономії грає фотографія.

Фотоемульсія (світлочутливий матеріал на поверхні фотографічної плівки або пластинки) має властивість накопичувати інформацію про падаюче на неї світло. Чим більше експозиція, тим менш яскравий об’єкт може бути виявлений. Хоча можливості фотографії не безмежні, з її допомогою ми можемо бачити зірки настільки слабкі, що людське око їх ніколи б не виявило. На одному фотознімку можуть бути відображені одночасно тисячі і навіть мільйони зірок.

Однак і фотоемульсія вже не відповідає сучасним вимогам, так як вона реєструє тільки невелику частину падаючого світла. А ось електронні пристрої здатні виявляти і сприймати до 70% світла. Одним з них є прилад із зарядним зв’язком (ПЗЗ).

Це кремнієва мікросхема шириною близько сантиметра, поділена на сто тисяч маленьких квадратиків, званих пікселями. При фокусуванні зображення слабкої галактики на ПЗС виникають електричні заряди, величина яких залежить від кількості світла, яке потрапило на кожен піксель. Записуючи ці заряди, можна одержувати зображення слабких галактик, причому набагато швидше, ніж за допомогою фотографії.

Астрономи-професіонали мало, якщо взагалі коли-небудь, дивляться в телескоп. Людське око поступило місцем складним приладам. Вчені спостерігають те, що бачить телескоп, на телевізійних екранах, а керують ним і аналізують отриману інформацію за допомогою комп’ютерів.

Посилання на основну публікацію