Τύποι τηλεσκοπίων:Εξερευνώντας Μακρινά Αστέρια

Κάτω από ιδανικές συνθήκες, ο μέσος άνθρωπος μπορεί να δει από 2.500 έως 5.000 αστέρια τη νύχτα με γυμνό μάτι. Αυτό σημαίνει ότι δεν υπάρχουν σύννεφα στον ουρανό, το φεγγάρι είναι νέο και δεν υπάρχει φωτορύπανση. Αυτό μπορεί να ακούγεται πολύ μέχρι να σκεφτείτε ότι υπάρχουν περίπου 100 δισεκατομμύρια αστέρια στον Γαλαξία μας. Οι αστρονόμοι υπολογίζουν ότι υπάρχουν πάνω από 200 δισεκατομμύρια τρισεκατομμύρια αστέρια στο γνωστό σύμπαν.

Η ανθρώπινη όραση δεν είναι σχεδιασμένη για την παρατήρηση των άστρων. Ως αποτέλεσμα, ακόμη και με την καλύτερη όραση, ένας αστρονόμος μπορεί να παρατηρήσει μόνο ένα κλάσμα των άστρων στο γνωστό σύμπαν. Εκεί μπαίνουν τα τηλεσκόπια. Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στην ιστορία του τηλεσκοπίου. Τι τύπους τηλεσκοπίων χρησιμοποιούν σήμερα οι αστρονόμοι για να ζωγραφίσουν μια πιο ξεκάθαρη εικόνα του σύμπαντος που ονομάζουμε σπίτι.

Telescopes:A History

Σήμερα, ο καθένας μπορεί να πάρει ένα απλό τηλεσκόπιο για λιγότερο από εκατό δολάρια. Αυτά τα εργαλεία τους βοηθούν να δουν τον νυχτερινό ουρανό λίγο πιο καθαρό. Οι πρώτοι επιστήμονες που κοιτούσαν προς τα πάνω έπρεπε να αναπτύξουν νέα εργαλεία για να ολοκληρώσουν τις ίδιες εργασίες.

Το πρώτο τηλεσκόπιο χρονολογείται στις αρχές του 1600. Ο Jacob Metius υπέβαλε αίτηση για δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για μια συσκευή σε σχήμα σωλήνα που περιέχει φακούς διαφορετικών σχημάτων. Ο συνδυασμός που προέκυψε παρείχε τρεις έως τέσσερις φορές μεγέθυνση, καθιστώντας ευκολότερο τον εντοπισμό λεπτομερειών στον νυχτερινό ουρανό. Η εθνική κυβέρνηση της Ολλανδίας αποφάσισε να μην χορηγήσει το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας. Πίστευαν ότι το τηλεσκόπιο ήταν πολύ εύκολο να αντιγραφεί. Ως ανταπόδοση, παρείχαν ένα μικρό βραβείο στον Μέτιους. Προσέλαβαν έναν τεχνίτη - τον Hans Lipperhey - για να κατασκευάσει μερικές εκδόσεις του πρώτου τηλεσκοπίου στον κόσμο.

Οι ιστορικοί συχνά αποδίδουν στον Galileo Galilei την εφεύρεση του τηλεσκοπίου. Μπορεί να βοήθησε, αλλά δεν ήταν η αρχική του ιδέα. Αντίθετα, ο Ιταλός αστρονόμος και εφευρέτης έκανε αλλαγές και προσαρμογές στη συσκευή. Αύξησε τη μεγέθυνσή του και διεύρυνε την κατανόηση της ανθρωπότητας για το σύμπαν. Αυτά τα τηλεσκόπια είναι ο πρόδρομος του σύγχρονου οπτικού τηλεσκοπίου.

Στους αιώνες που μεσολάβησαν, τα τηλεσκόπια έχουν εξελιχθεί από μικρές φορητές συσκευές. Σήμερα, είναι τεράστιες σταθερές εγκαταστάσεις που μπορεί να έχουν μήκος δεκάδες πόδια. Ένα τηλεσκόπιο μπορεί να περιέχει εκατοντάδες φακούς, καθρέφτες και άλλα οπτικά στοιχεία απαραίτητα για τη λήψη του νυχτερινού ουρανού. Από το 2022, το μεγαλύτερο οπτικό τηλεσκόπιο στον κόσμο είναι το Gran Telescopio Canarias στα Κανάρια Νησιά της Ισπανίας. Αυτό το τηλεσκόπιο περιέχει έναν καθρέφτη διαμέτρου 10,4 μέτρων ή 34,1 ποδιών.

Τύποι τηλεσκοπίων:Οπτικά

Οτιδήποτε μπορούμε να παρατηρήσουμε με το ανθρώπινο μάτι υπάρχει στο ορατό μέρος του φάσματος. Κατά συνέπεια, αυτό το στενό τμήμα του φάσματος είναι το σημείο όπου λειτουργούν τα οπτικά τηλεσκόπια. Μπορούν να συλλάβουν μακρινές εικόνες ουράνιων σωμάτων που μπορούμε να δούμε με γυμνό μάτι. Οι αστρονόμοι ταξινομούν τα οπτικά τηλεσκόπια με βάση τον τύπο της οπτικής που χρησιμοποιούν.

Διαθλαστικά τηλεσκόπια

Πρώτον, έχουμε διαθλαστικά τηλεσκόπια που χρησιμοποιούν φακούς και μερικές φορές πρίσματα για τη λήψη μακρινών εικόνων. Αυτά είναι γνωστά ως διοπτρικά.

Ανακλαστικά τηλεσκόπια

Δεύτερον, έχουμε ανακλαστικά τηλεσκόπια, τα οποία χρησιμοποιούν καθρέφτες αντί για φακούς για τη συλλογή φωτός.

Καττιαπτικά τηλεσκόπια

Τέλος, έχουμε καταδιοπτικά τηλεσκόπια, τα οποία χρησιμοποιούν συνδυασμό κατόπτρων και φακών.

Τα κιάλια και τα μονόοπα χρησιμοποιούν τους ίδιους συνδυασμούς φακών και καθρέφτη που μπορεί να βρείτε σε ένα οπτικό τηλεσκόπιο.

Όποιος ψάχνει για τηλεσκόπιο πίσω αυλής πρέπει να λάβει υπόψη του τρεις προδιαγραφές:

• Εστιακή απόσταση, η οποία καθορίζει τη μεγέθυνση
• Εστιακή αναλογία, η οποία καθορίζει την ικανότητα συλλογής φωτός
• Το διάφραγμα καθορίζει το μέγεθος του κύριου φακού ή καθρέφτη.

Ο σκοπός ενός οπτικού τηλεσκοπίου είναι να συγκεντρώνει φως. Η αναλογία των φακών προς τους καθρέφτες επιτρέπει ακόμη και στα μικρά τηλεσκόπια να συλλάβουν αρκετό φως για να παρατηρήσουν τον νυχτερινό ουρανό.

Τύποι τηλεσκοπίων:Ηλεκτρομαγνητικά

Βλέπουμε πολλά στο οπτικό τμήμα του φάσματος. Το να εστιάσετε μόνο σε αυτό είναι σαν να ακούτε μια μόνο νότα σε μια συμφωνία και να ισχυρίζεστε ότι τα έχετε ακούσει όλα. Το υπόλοιπο ηλεκτρομαγνητικό φάσμα κρύβει μια πληθώρα πληροφοριών που θα χάσουμε αν βασιστούμε μόνο στα οπτικά τηλεσκόπια.

Ραδιοτηλεσκόπια

Τα ραδιοτηλεσκόπια, όπως υποδηλώνει το όνομά τους, παρακολουθούν τις ραδιοσυχνότητες. Χρησιμοποιούν τεράστια δορυφορικά πιάτα ή συνδυασμό μικρότερων συστοιχιών για να παρατηρούν μακρινά αντικείμενα στον νυχτερινό ουρανό. Για παράδειγμα, το κύριο πιάτο του τηλεσκοπίου Arecibo είχε διάμετρο 306 μέτρα (1000 πόδια) πριν καταρρεύσει το 2020. Εναλλακτικά, το Very Large Array στο Socorro, Νέο Μεξικό, χρησιμοποιεί 27 ξεχωριστές συστοιχίες 25 μέτρων που απλώνονται σε 22 μίλια ερήμου. Βρίσκονται σε απομακρυσμένες περιοχές επειδή η σύγχρονη τεχνολογία μπορεί να δημιουργήσει ραδιοπαρεμβολές.

Τηλεσκόπια υπερύθρων

Τα υπέρυθρα κύματα βρίσκονται ακριβώς έξω από το ορατό φάσμα. Αν μπορούσατε να δείτε αυτά τα κύματα, θα υπήρχαν πάνω από την κόκκινη ζώνη σε ένα ουράνιο τόξο. Το νέο διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb χρησιμοποιεί μια τεράστια συστοιχία κατόπτρων για τη λήψη δεδομένων υπέρυθρων χωρίς παρεμβολές. Η NASA εκτόξευσε αυτό το τηλεσκόπιο το 2021.

Τηλεσκόπια ακτίνων Χ

Κατά κύριο λόγο, χρησιμοποιούμε ακτινογραφίες στην ιατρική για την ανίχνευση σπασμένων οστών. Δεν είναι το μόνο μέρος που θα τα βρούμε. Οι ακτίνες Χ είναι πιο ενεργητικές από τα περισσότερα μήκη κύματος στο ηλεκτρομαγνητικό φάσμα. Περνούν μέσα από ουσίες σαν καθρέφτες που θα αντανακλούσαν το φως. Τα τηλεσκόπια ακτίνων Χ χρησιμοποιούν κυλινδρικούς καθρέφτες για να ανακατευθύνουν τις ακτίνες Χ σε ένα εστιακό σημείο όπου μπορούμε να τις δούμε. Ως αποτέλεσμα, τα τηλεσκόπια ακτίνων Χ καταγράφουν φωτογραφίες που διαφορετικά θα ήταν αόρατες με γυμνό μάτι.

Τηλεσκόπια ακτίνων γάμμα

Η ατμόσφαιρα της Γης εμποδίζει τις ακτίνες γάμμα. Αυτή η προστασία δεν σημαίνει ότι η παρακολούθησή τους δεν είναι απαραίτητη. Οι μαύρες τρύπες και οι ενεργοί γαλαξίες είναι και οι δύο κοινές πηγές ακτινοβολίας γάμμα. Η NASA εκτόξευσε το διαστημικό τηλεσκόπιο ακτίνων γάμμα Fermi το 2008 για την παρακολούθηση αυτής της ακτινοβολίας στο ηλιακό σύστημα. Αρχικά, το τηλεσκόπιο σχεδιάστηκε για να διαρκέσει έως και δέκα χρόνια. Από το 2022, συνεχίζει να παρακολουθεί το διάστημα γύρω από τη Γη. Η NASA μπορεί ακόμη και να παρατείνει την αποστολή ξανά μετά από αυτό το έτος.

Τύποι τηλεσκοπίων:Ανιχνευτές σωματιδίων

Οι αστρονόμοι και οι αστροφυσικοί δεν αναζητούν πάντα σουπερνόβα ή σύννεφα αερίων όταν κοιτάζουν προς τα πάνω. Μερικές φορές, τα μυστικά του σύμπαντος κρύβονται στα πιο μικρά μέρη.

Τηλεσκόπια Νετρίνων

Γνωρίζουμε ότι τα νετρίνα είναι υποατομικά σωματίδια που δεν έχουν σχεδόν καθόλου μάζα. Επιπλέον, δεν έχουν φορτίο, σε αντίθεση με τα πρωτόνια και τα ηλεκτρόνια. Περνούν σχεδόν από όλα όσα συναντούν, καθιστώντας τους σχεδόν αδύνατο να εντοπιστούν καθώς κινούνται μέσα στο σύμπαν. Ο ευκολότερος τρόπος για να ανιχνεύσετε τα νετρίνα είναι να βάλετε ένα δείγμα μάζας στην πορεία τους — και να περιμένετε. Το AMANDA είναι ένα τηλεσκόπιο νετρίνων που βρίσκεται στην Ανταρκτική. Αυτό το τηλεσκόπιο παρακολουθεί τον πάγο για εκρήξεις ακτινοβολίας Cerenkov. Αυτές οι εκρήξεις δείχνουν ότι ένα νετρίνο έχει περάσει μέσα από ένα από τα άτομα πάγου.

Ηλιακοί ανιχνευτές ανέμου

Εκτός από το ορατό φως και την ακτινοβολία, ο ήλιος εκπέμπει συνεχώς ενεργητικά σωματίδια που ονομάζονται ηλιακοί άνεμοι. Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο κινούνται βοηθά στη βελτίωση της αντίληψής μας για το σύμπαν. Η NASA έχει πολλαπλά τηλεσκόπια σε τροχιά και εδώ στο έδαφος που παρακολουθούν την κίνηση των ηλιακών ανέμων.

Ζωγραφίζοντας μια εικόνα του νυχτερινού ουρανού

Υπάρχουν τόσα πολλά στον νυχτερινό ουρανό που δεν μπορούμε να τα εντοπίσουμε με γυμνό μάτι. Ανεξάρτητα από τις λεπτομέρειες, διαφορετικοί τύποι τηλεσκοπίων συμβάλλουν στην κάλυψη των κενών. Μας βοηθούν να δώσουμε μια σαφή εικόνα του τι μπορεί να συμβαίνει εκεί έξω στον νυχτερινό ουρανό.