AST1010 – En kosmisk reise De vik+gste punktene i dag: Teleskop
8/31/15 AST1010 – En kosmisk reise Forelesning 6: Teleskoper De vik=gste punktene i dag: • • • • • Op=kk og teleskop Linse-‐ og speilteleskop De vik=gste egenskapene =l et teleskop Detektorer og spektrometre Teleskop for andre bølgelengder enn synlig lys Teleskop • Teleskop danner bilder av objekter. • Beny5et av Galileo Galilei 7l å betrakte sola, planetene og stjerner – fra 1609. • Andre like 7dlige brukere var Scheiner, Fabri7us, Harrison og Marius. • To typer: – Refraktorer – beny5er linser for å lage bilder. – Reflektorer – gjør bruk av krumme glasspeil belagt med et lag av reflekterende metall. 3 1 8/31/15 Refleksjon og brytning Linser Lys som faller inn på skrå? Lysstråler som faller inn på skrå brytes =l punkter i brennplanet (fokalplanet). Det går gjennom brennpunktet og er loddreR på den op=ske aksen. 2 8/31/15 Fargefeil – kroma=sk aberrasjon I linser vil stråler med ulik farge ikke ha fokus på samme sted. Bildet får derfor et farges=kk. 7 Kroma=sk korreksjon ved hjelp av 2 linser AST1010 -‐ Teleskoper 8 Hulspeil og speilteleskop Lys inn langs aksen =l et parabolsk speil vil reflekteres fra overflaten og samles i eR punkt. 9 3 8/31/15 Newtonsk teleskopmontering AST1010 -‐ Teleskoper Cassegrainmontering Med Cassegrainmontering føres lyset ut gjennom et hull i primærspeilet – hulspeilet – og fokus befinner seg på den op=ske aksen. All =lleggsapparatur monteres på aksen bak primærspeilet og konstruksjonen blir stødigere. 11 Fordelene med speilteleskop • Speilene virker likt på alle bølgelengder, altså ingen fargefeil. • Det er bare en flate som må formes nøyak=g ved sliping – speiloverflaten. • Speil kan lages mye større enn linser idet kravene =l glassets kvalitet er lavere. • Absorpsjon og refleksjon av lys i linser er mye større enn tap ved refleksjon på speilflater, især for ultrafioleRe bølgelengder. 12 4 8/31/15 Tre hovedegenskaper ved teleskop • Forstørrelse. • Lysinnsamlende evne. • Oppløsning – hvor godt greier teleskopet å skille mellom stjerner som står nær hverandre på himmelen. • I hovedsak lager vi teleskop for å oppnå stor innsamling av lys slik at vi kan observere svakt lysende objekter. 13 Effekten av økende forstørrelse Stor forstørrelse minsker lysstyrken i bildet, minsker kontrasten, og minsker synsfeltet. 14 Lysinnsamlende evne • Relatert =l størrelsen av linse eller primærspeil eller teleskopåpning. • Mengden av lys som samles inn er proporsjonal med arealet =l denne så kalte aperturåpningen: A = (½)2 π d2, hvor d er diameter for åpningen. – Øyets pupill: d = 5 millimeter, A = A0 – Amatørteleskop: d = 15 cm, A = 103 A0 – Palomarteleskopet: d = 5 m, A = 106 A0 15 5 8/31/15 Oppløsningsevne • Oppløsningsevne forteller hvor godt man skiller mellom to lyskilder som er nær hverandre på himmelen. • Galileis teleskop forbedret øyet med en faktor 20. Hubbleteleskopet har giR en faktor 60 i =llegg. 16 Brytningsbilder AST1010 -‐ Teleskoper 17 Brytningsbildet for en rektangulær åpning AST1010 -‐ Teleskoper 18 6 8/31/15 Brytningsbildet fra to kilder 19 To kilder nær hverandre AST1010 -‐ Teleskoper 20 Marginalt oppløste kilder Her vises situasjonen med marginal oppløsning: Primært intensitetsmaksimum for den ene kilden faller på samme sted som posisjonen for første minimum i brytningsbildet =l den andre kilden. 21 7 8/31/15 Vinkeloppløsning – noen tall • Sentralt i spektralområdet for synlig lys, λ = 500 nm, er oppløsningsvinkelen: – Amatørteleskop: D = 10 cm θ = 6.1 10-‐6 ~ 1.25”, – Hubble Space Telescope: D = 2.5 m θ = 2.45 10-‐7 ~ 0.05”, giR henholdsvis i radianer og buesekunder (”). • Stor diameter gir høy oppløsning. • For teleskop på bakken bestemmes oppløsning i praksis av turbulens i jordas atmosfære. 22 Registrering av lys: detektorer • Tidligere benyRet man nesten bare fotografiske plater. • I dag brukes ulike typer fotoelektrisk registrering. • Vanligst er s.k. CCD – Charge Coupled Device. Figuren viser en CCD-‐brikke. AST1010 -‐ Teleskoper 23 Prinsippet for spektrometre • HviR lys faller inn på et refleksjonsgiRer. • Lysets spliRes opp i farger. • Fargene spres ut og registreres med en detektor. • Avbilding gir detaljerte spektra med linjer. 24 8 8/31/15 Teleskop for alle bølgelengder • Radioteleskop • Synlig lys og infrarøde bølgelengder • Røntgen-‐ og gammateleskop 25 Radioteleskop Eksempel: Green Bank Telescope – det største styrbare enkeltstående radioteleskop. Parabolsk speil samler stråling på en dipol-‐ moRager. AST1010 -‐ Teleskoper 26 AST1010 -‐ Teleskoper 27 9 8/31/15 Radiointerferometer AST1010 -‐ Teleskoper Very Large Array -‐ Soccorro AST1010 -‐ Teleskoper 29 HST AST1010 -‐ Teleskoper 30 10 8/31/15 Observatorier på Mauna Kea AST1010 -‐ Teleskoper 31 Keck-‐teleskopene AST1010 -‐ Teleskoper 32 Swedish Solar Telescope AST1010 -‐ Teleskoper 33 11 8/31/15 La Palma observatoriene AST1010 -‐ Teleskoper 34 ESO i Chile – SINFONI på Paranal AST1010 -‐ Teleskoper 35 UV-‐ og røntgenteleskop • På bølgelengder i UV-‐ og røntgen-‐ området vil vanlige speil ikke reflektere lys. • Refleksjonen er likevel høy ved streifende innfall. • SeRer sammen speil med hyperbolske og parabolske flater. 36 12 8/31/15 Chandra og XMM Skjema=ske skisser XMM -‐ Newton Chandra 37 AST1010 -‐ Teleskoper 38 XMMs gullbelagte speil AST1010 -‐ Teleskoper 39 13 8/31/15 Neste forelesning: Merkur, Venus, Jorda, månen og Mars 14
© Copyright 2024