Как работают телескопы?

Ранние телескопы фокусировали свет с помощью кусков изогнутого прозрачного стекла, называемых линзами. Однако в большинстве телескопов сегодня используются изогнутые зеркала для сбора света с ночного неба. Форма зеркала или линзы телескопа концентрирует свет. Этот свет мы видим, когда смотрим в телескоп.

  

 

Телескоп является инструментом , который астрономы используют , чтобы видеть объекты издалека. Большинство телескопов и все большие телескопы используют изогнутые зеркала для сбора и фокусировки света с ночного неба.

Первые телескопы фокусировали свет с помощью кусков изогнутого прозрачного стекла, называемых линзами. Так почему мы сегодня используем зеркала? Потому что зеркала легче, и их легче сделать идеально гладкими, чем линзы.

Зеркала или линзы в телескопе называются «оптикой». Действительно мощные телескопы могут видеть очень тусклые объекты и объекты, находящиеся действительно далеко. Для этого оптика - будь то зеркала или линзы - должна быть действительно большой.

Чем больше зеркала или линзы, тем больше света может собрать телескоп. Затем свет концентрируется формой оптики. Этот свет мы видим, когда смотрим в телескоп.

Оптика телескопа должна быть почти идеальной. Это означает, что зеркала и линзы должны иметь правильную форму, чтобы концентрировать свет. На них не может быть пятен, царапин и других изъянов. Если у них действительно есть такие проблемы, изображение становится искаженным или расплывчатым, и его трудно увидеть. Трудно сделать идеальное зеркало, но еще труднее сделать идеальный объектив.

Линзы

Телескоп с линзами называется телескопом-рефрактором .

Линза, как и в очках, отклоняет проходящий через нее свет. В очках это делает изображение менее размытым. В телескоп он заставляет далекие вещи казаться ближе.

Людям с особенно плохим зрением нужны толстые линзы в очках. Большие и толстые линзы более мощные. То же самое и с телескопами. Если вы хотите видеть вдаль, вам понадобится большой мощный объектив. К сожалению, большой объектив очень тяжелый.

Тяжелые линзы сложно сделать, и их сложно удерживать в нужном месте. Кроме того, по мере того, как они становятся толще, стекло задерживает больше света, проходящего через них.

Поскольку свет проходит через линзу, поверхность линзы должна быть очень гладкой. Любые изъяны объектива изменят изображение. Это все равно что смотреть в грязное окно.

Почему зеркала работают лучше

Телескоп, в котором используются зеркала, называется телескопом-отражателем .

В отличие от линзы зеркало может быть очень тонким. Зеркало большего размера не обязательно должно быть толще. Свет концентрируется, отражаясь от зеркала. Поэтому зеркало просто должно иметь правильную изогнутую форму.

Намного легче сделать большое почти идеальное зеркало, чем большую, почти идеальную линзу. Кроме того, поскольку зеркала односторонние, их легче чистить и полировать, чем линзы.

Но у зеркал есть свои проблемы. Вы когда-нибудь смотрели в ложку и замечали, что ваше отражение перевернуто? Изогнутое зеркало в телескопе похоже на ложку: оно переворачивает изображение. К счастью, решение простое. Мы просто используем другие зеркала, чтобы перевернуть его.

Преимущество использования зеркал номер один в том, что они не тяжелые. Поскольку они намного легче линз, их намного легче запустить в космос.

Космические телескопы , такие как космический телескоп Хабл и космический телескоп Spitzer позволили нам вид захвата галактик и туманностей далеки от нашей Солнечной системы. Космический телескоп Джеймса Уэбба запуск которого запланирован на декабрь 2021 года, является самым большим и мощным космическим телескопом из когда-либо построенных. Это позволит ученым взглянуть на то, какой была наша Вселенная примерно через 200 миллионов лет после Большого взрыва.

 

Лучший подарок в галактике: руководство астронома по покупке домашнего телескопа

Сегодняшние оптические телескопы варьируются от карманных телескопов длиной всего в несколько дюймов до колоссального Тридцатиметрового телескопа, строящегося на Гавайях (который будет весить более 1400 тонн).

Существуют даже большие группы телескопов, которые наблюдают в радиоволнах, такие как радиотелескоп Australian Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP).

Эти большие телескопы, используемые для исследований, не имеют типичного «окуляра». Скорее, они используют узкоспециализированные сенсоры, подключенные к компьютеру, которые записывают сигналы с неба.

Однако хорошая новость заключается в том, что существует множество телескопов более управляемых размеров, которые вы можете использовать дома, чтобы наблюдать луны, кольца газовых гигантов и, возможно, даже объекты дальнего космоса, такие как туманности или галактика Андромеды.

Но перед покупкой домашнего телескопа следует учесть некоторые моменты. Кто будет его использовать (кроме вас)? Что вы хотите наблюдать? И что не менее важно, сколько вы готовы потратить?

                                            

Отражатели и рефракторы

Оптические телескопы предназначены для улавливания света, излучаемого звездами и отраженного от планет и лун. Вы можете думать о них как о ведрах для сбора света. Чем они больше, тем больше света поймают.

Затем этот свет нужно сфокусировать, чтобы сформировать изображение. Сегодня на рынке доступны два типа оптических телескопов: рефлекторы и рефракторы. Отражатели используют зеркала для отражения падающего света; рефракторы используют линзы.

Из двух вариантов относительно дешевле отражатели. За несколько сотен долларов вы купите инструмент, намного больший, чем рефрактор, который использовал Галилей. Но чем больше, тем тяжелее и труднее транспортировать.

Рефракторы меньше по размеру, их легче транспортировать и получать четкие изображения, но они дороже: телескоп диаметром 100 мм стоит около 500 австралийских долларов.

Чем больше размер первичной стеклянной линзы (куда входит свет) рефрактора, тем длиннее должен быть весь телескоп для фокусировки световых лучей. При этом чем крупнее линза, тем сложнее ее изготовить. Итак, есть предел тому, насколько большими могут быть рефракторы.

Хотя рефракторы и отражатели являются двумя классическими конструкциями телескопов, сегодня существует множество типов гибридных телескопов, в которых сочетаются элементы обоих.

Лучший выбор для новичков

Телескопы Добсона с рефлектором часто рекомендуют как отличный первый телескоп для начинающих астрономов. Их можно настроить всего за 20 минут.

У добсонианцев есть очень простые верховые животные, называемые «высотно-азимутальные», которые перемещаются вручную к выбранной цели. Они перемещаются в вертикальном (по высоте) и слева направо (по азимутальному) направлениям.

     

Чтобы максимально использовать возможности телескопа, вам понадобятся аксессуары. Возможно, вам понадобятся окуляры другого размера для изменения увеличения телескопа. Кроме того, если вы живете в жилом районе, настоятельно рекомендуется использовать фильтры с антибликовым покрытием и световым загрязнением.

Простота добсоновцев делает их идеальными для наблюдения за нашей Луной и другими планетами Солнечной системы. Хороший размер для начала - 6 дюймов (150 мм) Dobsonian. 

Астрофотография

Астрофотография в домашних условиях может быть сделана с помощью любого типа оптического телескопа, но требует более специализированного оборудования. Для фотографий глубокого космоса чем больше вы потратите, тем лучше будут ваши результаты.

   

Вам понадобится телескоп с очень хорошей оптикой и компьютеризированная экваториальная монтировка Go To.

Эти крепления с приводом от двигателя учитывают вращение Земли и могут автоматически указывать вам на выбранный объект. Эта функция очень популярна, поэтому большинство крупных брендов продают телескопы со встроенной функцией.

Вам также понадобится внешний источник питания и аксессуары, включая камеру DSLR, адаптер камеры, затворы с таймером и фильтры (в зависимости от типа астрофотографии, которую вы хотите сделать). После настройки ваша камера сможет снимать ночное небо.

Существует множество техник обработки, которые вы можете использовать после получения невероятных композиций, а также специальныеонлайн-форумы для получения советов.

Космический вклад общественности

Астрономы-любители делают гораздо больше, чем просто делают красивые фотографии. Еще они помогают профессионалам. За десятилетия гражданские ученые открыли множество комет и астероидов.

Теперь они помогают и с более крупными проектами. Одним из примеров является Galaxy Zoo , краудсорсинговый проект, в котором добровольцев просят разделить тысячи галактик на разные группы в зависимости от внешнего вида.

Благодаря этим волонтерским усилиям было опубликовано более 60 научных работ. В 2017 году некоторые зрители программы ABC Stargazin Live обнаружили систему из пяти планет, вращающуюся вокруг звезды. Это стало предметом статьи, в которой они были указаны как авторы.

Для тех, кто считает астрономию своим хобби, хорошим началом будет посещение местного астрономического общества. Сейчас их более 30 по всей Австралии.

Члены общества увлечены астрономией, часто владеют широким спектром оборудования и проводят регулярные встречи для людей с любым уровнем опыта.