Optik teleskoplar

Astronomide gözlem için kullanılan ana alet gök cisimleri, onlardan gelen radyasyonu alan ve analiz eden bir teleskoptur. Bu kelime iki Yunanca kelimeden geliyor: tele - far ve skopeo - Bakıyorum. Teleskop, öncelikle incelenen nesneden gelen mümkün olduğunca fazla ışık toplamak ve ikinci olarak da onu inceleme fırsatı sağlamak için kullanılır. küçük parçalarçıplak gözle erişilemez. Teleskop ne kadar soluk nesneler görmeyi mümkün kılarsa, nüfuz gücü o kadar büyük olur. Küçük ayrıntıları ayırt etme yeteneği, teleskopun çözünürlüğünü karakterize eder. Bir teleskopun bu özelliklerinin her ikisi de hedefinin çapına bağlıdır.

Bir refrakterde, gök cisimlerinden gelen ışığın içinden geçtiği ilk merceğe denir. Işığın odak düzleminde ters çevrileceğini unutmayın. Mercek merceği adı verilen ikinci bir mercek, odak düzleminin arkasına yerleştirilir ve gözlemcinin büyütülmüş görüntüyü veya büyütülmüş görüntüyü görmesini sağlar.

Böylece, bir refraktörün en basit şekli, şemada gösterildiği gibi bir objektif ve bir okülerden oluşur. Bir cismin çapı şu şekilde gösterilir; tipik olarak küçük benekli teleskoplar için birkaç santimetreden en büyük refraktör için bir metreye kadar değişir. Bir mercek gibi bir hedefin birkaç bileşeni olabilir. Küçük benekli teleskoplar, görüntüyü geriye bakmayacak şekilde yükseltmek için göz merceğinin arkasında ek bir mercek içerebilir. Bir nesne refraktör ile görüntülendiğinde, görüntü keskin görünmeyebilir veya hatta baskın bir renge sahip olabilir.

Lensin topladığı ışık miktarı, alanıyla (çapın karesi) orantılı olarak artar. İnsan gözünün gözbebeği çapı, tamamen karanlıkta bile 8 mm'yi geçmez. Bir teleskopun merceği, gözbebeğinin çapını onlarca ve yüzlerce kez aşabilir. Bu, teleskopun çıplak gözle görülebilen nesnelerden 100 milyon kat daha sönük olan yıldızları ve diğer nesneleri algılamasını sağlar. Bir teleskop merceğinin verdiği parlak noktanın (yıldız) görüntüsünün boyutu ne kadar küçükse, çözünürlüğü o kadar iyi olur. İki yıldızın görüntüleri arasındaki mesafe görüntünün boyutundan daha azsa, bir yıldızda birleşirler. Bir yıldız görüntüsünün minimum boyutu (ark saniyesi cinsinden) aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir:

Bu tür bozulmalar veya sapmalar bazen lens yapısal şekline cilalandığında ortaya çıkar. Bir refraktördeki ana bozulma türü, farklı renklere sahip ışık ışınlarının başarısızlığının ortak bir odak noktasına yakın olmasıdır. Konuya bileşenler eklenerek renk sapmaları en aza indirilebilir. Lens tasarımında, genişleme faktörleri Çeşitli türler Gözlükler, geceleri teleskopun değiştirilmesinden kaynaklanan sapmaları en aza indirmek için dikkatlice hizalanmıştır.




Teleskobun bir diğer önemli özelliği. Bu, bir aletin, açısal ayrımı gözlemcinin gözünün çözebileceği minimum açıdan daha az olan iki noktayı açıkça ayırt etme yeteneğidir. Böylece 25 cm'lik bir lens 45 ark saniyelik teorik çözünürlüğe sahipken, 250 cm'lik bir teleskop 045 ark saniyelik bir çözünürlüğe sahiptir. Çözünürlüğün önemli bir uygulaması, görselin gözlemlenmesidir. Orada, kural olarak, ikinci bir yıldızın yörüngesinde döndüğünde bir yıldız gözlemlenir. Birçok gözlemevi, kapsamlı görsel ikili gözlem programları yürütür ve gözlemsel sonuçlarının kataloglarını yayınlar.

A = 205265 x L / D

burada L ışığın dalga boyu ve D merceğin çapıdır. 60 mm objektif merceğe sahip bir okul teleskopunun teorik çözünürlüğü yaklaşık 2" olacaktır. Bunun çıplak gözün çözünürlüğünden (2") 60 kat daha fazla olduğunu hatırlayın. Görüntünün kalitesi atmosferin durumundan ve hava hareketinden önemli ölçüde etkilendiğinden, teleskopun gerçek çözünürlüğü daha az olacaktır.

Şu anda gözlemevlerinde kullanılan refrakterlerin çoğu bunu yapıyor. Montaj, fiziksel yatakların yönünü ve teleskopun görüntüleme için göksel bir nesneyi tam olarak belirlemesini sağlayan yapıyı tanımlar. Kutup ekseni, cihazın sapma eksenini destekler. kuzey veya güney gökyüzünde ölçülür. Salınım ekseni, alet göreceli olarak kutup ekseni etrafında dönerken teleskopun farklı eğim açılarına işaret etmesine izin verir. Sağ yükseliş, göksel ekvator boyunca sağ yükselişten ölçülür.

Bir mercek bir teleskop hedefi olarak kullanılıyorsa, buna refraktör denir ( Latince kelime kırılma - kırılma) ve içbükey bir ayna ise, o zaman bir reflektör (yansıma - yansıtma). Refraktörlere ve reflektörlere ek olarak, şu anda çeşitli ayna mercekli teleskoplar kullanılmaktadır. Okul teleskopları çoğunlukla refraktördür, genellikle amaçları olarak bikonveks yakınsak bir mercek vardır. Bildiğiniz gibi cismin odak uzaklığının iki katından fazla olması cismin küçültülmüş, ters çevrilmiş ve gerçek görüntüsünü verir. Bu görüntü, merceğin odak ve çift odak noktaları arasında yer alır. Ay'a, gezegenlere ve hatta daha fazla yıldıza olan uzaklıklar o kadar büyüktür ki, onlardan gelen ışınlar paralel olarak kabul edilebilir. Bu nedenle, nesnenin görüntüsü odak düzleminde yer alacaktır.

Düşüş ve sağ yükseliş, göksel küre üzerinde bir gök nesnesini tanımlayan iki koordinattır. Eğim benzerdir ve sağ yükseliş boylam ile benzerdir. Dereceli kadranlar eksene yerleştirilmiştir ve gözlemcinin teleskopu doğru bir şekilde yönlendirmesini sağlar. Bir nesneyi izlemek için, teleskopun kutup ekseni yıldız hızında, yani Dünya'nın yıldızlara göre dönüş hızına eşit bir hızda düzgün bir şekilde hareket eder. Böylece motorun yıldız hızının çok doğru olup olmadığını uzun süreler boyunca teleskopla izlemek veya gözlemlemek mümkündür.

Odak uzaklığı F olan bir mercek veren Ay'ın bir görüntüsünü oluşturalım. Şekilden, gözlemlenen nesnenin açısal boyutlarının - a açısının - merceği değiştirmediği görülebilir. Şimdi başka bir mercek kullanalım - mercek 2, onu Ay'ın görüntüsünden yerleştirelim (bu merceğin odak uzunluğuna eşit bir mesafede F1 noktası - f, F2 noktasına. Merceğin odak uzunluğu, Merceğin odak uzaklığı Merceğin verdiği görüntüyü oluşturduktan sonra, Ay'ın açısal boyutlarını arttırdığını göreceğiz: b açısı, a açısından belirgin şekilde daha büyüktür. merceğin odak uzunluğuna objektifin odak uzaklığı:

Yüksek hassasiyetli tahrik sistemleri, kilitleme teknolojisinin hızlı ilerlemesi nedeniyle hazır hale geldi. Çoğu büyük gözlemevi artık ya kuvars ya da hassas gözlemlere ve son derece tekdüze hızlı teleskoplara güveniyor. Bu alet bir astronom tarafından ikisini tespit etmek için kullanıldı ve şu anda teleskop esas olarak ikili yıldızları gözlemlemek için kullanılıyor. Mount Hamilton, California, ABD'deki 91 cm'lik refraktör ve ABD, Wisconsin, Williams Bay'deki 1 metrelik alet, şu anda mevcut olan en büyük refraktör sistemleridir.

W=F/f

Teleskop, Güneş'in, Ay'ın, gezegenlerin ve üzerlerindeki detayların görünür açısal boyutlarını arttırır, ancak yıldızlar, devasa mesafeleri nedeniyle hala parlak noktalar olarak teleskopla görülebilir. Değiştirilebilir göz mercekleri sayesinde aynı mercekle farklı büyütmeler elde edebilirsiniz. Bu nedenle, bir teleskopun astronomideki yetenekleri genellikle büyütme ile değil, lensinin çapı ile karakterize edilir. Astronomide, kural olarak, 500 kattan daha az büyütme kullanılır. Büyük büyütmelerin kullanımı Dünya'nın atmosferi tarafından engellenir. Çıplak gözle (veya düşük büyütmelerde) algılanamayan havanın hareketi, görüntünün küçük ayrıntılarının bulanıklaşmasına, bulanıklaşmasına neden olur. Astronomik gözlemevleri 2-3 m ayna çapına sahip büyük teleskoplar kullanan teleskoplar, onları iyi bir astro iklime sahip alanlara yerleştirmeye çalışırlar: yüksek atmosferik şeffaflığa sahip çok sayıda açık gün ve gece. 6 m çapında aynaya sahip Rusya'daki en büyük yansıtıcı teleskop, Leningrad Optik ve Mekanik Derneği tarafından tasarlanmış ve yapılmıştır. Yaklaşık 40 tonluk bir kütleye sahip devasa içbükey aynası, bir mikrometrenin kesirleri içinde öğütülür. Aynanın odak uzaklığı 24 m'dir.

Bazı önemli yer tabanlı optik teleskoplar. Astrograf, fotoğraf çekilebilmesi için merceğin odak düzlemine monte edilmiş bir fotoğraf plakasına sahiptir. Gök küresi. Fotoğraflar genellikle cam tabaklarda çekilir. Astrografın ana kullanımı konumu belirlemektir. Büyük bir sayı zayıf yıldızlar

Bu pozisyonlar daha sonra kataloglarda yayınlanır ve derin uzay görüntüleme için yer işaretleri olarak hizmet eder. Reflektörler sadece görünür bölgeyi incelemek için değil, aynı zamanda ona bitişik en yakın ve daha uzun dalga boyu bölgelerini incelemek için de kullanılır. Bu tür enstrümanın adı, birincil ışığın ışığı kırmak yerine odağa geri yansıtması gerçeğinden gelir. Birincil ayna genellikle içbükey küresel veya parabolik bir şekle sahiptir ve ışığı yansıttığı için görüntüyü odak düzleminde ters çevirir.

Tüm teleskop kurulumunun kütlesi 850 tondan fazladır ve yüksekliği 42 m'dir Teleskop bir bilgisayar tarafından kontrol edilir, bu da teleskopu incelenen nesneye doğru bir şekilde yönlendirmenize ve görüş alanında tutmanıza olanak tanır. uzun bir süre, Dünya'nın dönüşünü takiben teleskopu sorunsuzca döndürdü. Teleskop, Özel Astrofizik Gözlemevi'nin bir parçasıdır. Rus Akademisi Bilimler ve Kuzey Kafkasya'da (Kabardino-Balkarya'daki Zelenchukskaya köyünün yakınında) deniz seviyesinden 2100 m yükseklikte kurulmuştur. Şu anda, yer tabanlı teleskoplarda yekpare aynalar değil, ayrı parçalardan oluşan aynalar kullanmak mümkün hale geldi. Her biri 36 ayrı altıgen aynadan oluşan 10 m'lik bir objektif merceğe sahip iki teleskop zaten inşa edilmiş ve çalışıyor. Bu aynaları bir bilgisayarla kontrol ederek, onları her zaman tek bir odakta gözlenen nesneden ışık toplayacak şekilde düzenleyebilirsiniz. Aynı prensipte çalışan, 32 m çapında kompozit aynalı bir teleskop oluşturulması planlanmaktadır. Modern teleskoplar genellikle merceğin verdiği görüntüyü fotoğraflamak için kullanılır. Ders kitabının sayfalarında, popüler kitap ve dergilerde göreceğiniz Güneş'in, galaksilerin ve diğer nesnelerin fotoğrafları bu şekilde elde edildi. Şu anda astronomiye tüm dalga astronomisi denir, çünkü nesnelerin gözlemleri sadece optik aralıkta gerçekleştirilmez. Bu amaçla, her biri belirli bir elektromanyetik dalga aralığında radyasyon alabilen çeşitli cihazlar kullanılır: kızılötesi, ultraviyole, x-ışını, gama ve radyo radyasyonu. Modern astronomide optik ve diğer radyasyon türlerini almak ve analiz etmek için, fizik ve teknolojideki tüm başarı cephaneliği kullanılır - fotoçoğaltıcılar, elektron-optik dönüştürücüler, vb.

Diyagram, içbükey yansıtıcı ayna prensibini göstermektedir. Refraktörler için tartışıldığı gibi güç çözünürlüğü, büyütme ve ışık gücü formülleri reflektörler için de geçerlidir. Birincil ayna, teleskop tüpünün alt ucunda bir reflektör içinde yer alır ve örneğin son derece ince bir metal filmle kaplanmış bir ön yüzeye sahiptir. Aynanın arkası genellikle yapılır, ancak zaman zaman başka malzemeler de kullanılmıştır. birçok eski teleskop için birincil seçimdi, ancak yeni teknoloji, çok düşük genleşme faktörlerine sahip bir dizi camın geliştirilmesine ve yaygın olarak kullanılmasına yol açtı.

Şu anda, en hassas ışık alıcıları, bireysel ışık kuantumlarının kaydedilmesine izin veren şarj bağlantılı cihazlardır (CCD'ler). Onlar temsil eder Kompleks sistem dahili fotoelektrik etkiyi kullanan yarı iletkenler (yarı iletken diziler). Bu ve diğer durumlarda, elde edilen veriler bir bilgisayar ekranında çoğaltılabilir veya dijital biçimde işleme ve analiz için sunulabilir. Uzaydan gelen radyo emisyonu, önemli bir absorpsiyon olmadan Dünya yüzeyine ulaşır. Onu almak için en büyük astronomik aletler olan radyo teleskopları inşa edildi. Onlarca metre çapa ulaşan metal anten aynaları, radyo dalgalarını yansıtır ve optik yansıtmalı bir teleskop gibi toplar.

Düşük, teleskop gece değiştikçe aynanın şeklinin önemli ölçüde değişmeyeceği anlamına gelir. Aynanın arkası sadece istenen şekli ve fiziksel desteği sağlamaya hizmet ettiğinden, bir lens için gereken yüksek optik kalite standartlarını karşılaması gerekmez.

Yansıtıcı teleskopların, refraktörlere göre bir takım başka avantajları vardır. Yansıyan ışık dalga boyu boyunca dağılmadığından etkilenmezler. Ek olarak, bir reflektörün teleskop tüpü, aynı çaptaki bir refraktörünkinden daha kısadır, bu da tüpün maliyetini düşürür. Bu nedenle, reflektörü barındıran kubbe daha küçük ve inşa edilmesi daha ekonomiktir. Şimdiye kadar sadece reflektörün ana aynası tartışıldı. Göz merceğinin yeri hakkında düşünebilirsiniz. Birincil ayna, göksel bir cismin ışığını tüpün üst ucuna yakın ana odak noktasına yansıtır.

Radyo emisyonunu kaydetmek için özel hassas radyo alıcıları kullanılır. Diğer radyasyon türlerini incelemek için kullanılan araçlara da genellikle teleskop denir, ancak tasarımlarında bazen optik teleskoplardan önemli ölçüde farklılık gösterirler. Genellikle üzerine kurulurlar yapay uydular, yörünge istasyonları ve diğerleri uzay aracı, çünkü bu radyasyonlar pratik olarak dünya atmosferinden geçmez. Onları dağıtır ve emer. Yörüngedeki optik teleskopların bile yerdekilere göre belirli avantajları vardır. Bunların en büyüğü uzay teleskobu. ABD'de oluşturulan Hubble, 2,4 m çapında bir aynaya sahip, Dünya'daki aynı teleskoptan 10 - 15 kat daha sönük nesneler mevcut. Çözünürlüğü 0,1" olup, daha büyük yer tabanlı teleskoplar için bile erişilemez. Bulutsuların ve diğer uzak nesnelerin görüntüleri, Dünya'dan yapılan gözlemlerden ayırt edilemeyen ince ayrıntılar gösterir.

Açıkçası, bir gözlemci küçük boyutlu bir reflektörle gözünü ona indirirse, ana aynadan gelen ışığı başıyla engellerdi. ana odağın içine 45 ° 'lik küçük bir düz ayna yerleştirdi ve böylece odağı teleskopun yanına getirdi. Bu prosedürle kaybedilen ışık miktarı, birincil aynadaki toplam ışık gücüne kıyasla çok küçüktür. Newtonian reflektör, teleskop meraklıları arasında popülerdir.

Newton'un çağdaşı olan Fransız Laurent Cassegrain, başka bir tür reflektör icat etti. Adı verilen bu araç, birincil aynanın arkasında bulunan bir odakta birincil aynadaki küçük bir delikten ışığı geri yansıtmak için küçük bir dışbükey ayna kullanır. Diyagram tipik bir örneği göstermektedir. Bu tür bazı büyük teleskopların ana aynasında bir delik yoktur, ancak ana tüpün dışındaki ışığı yansıtmak ve başka bir görüş alanı sağlamak için birincil aynanın önünde küçük bir düz ayna kullanırlar.


Gökbilimciler, teleskopları kullanarak evrendeki yıldızları, gezegenleri ve diğer nesneleri gözlemler. Teleskop, Evrenin her kaşifinin ana çalışma aracıdır. İlk teleskoplar ne zaman ortaya çıktı ve nasıl düzenlendi?

1609'da, Padua Üniversitesi'nde profesör olan Galileo Galilei (1564-1642), önce kendisi tarafından yapılan küçük bir tespit dürbünü yıldızlı gökyüzüne yöneltti. Gök cisimlerinin incelenmesinde teleskopik astronomi dönemi başladı.

Başka bir çeşit, İskoç bir astronom olan Newton'un bir başka çağdaşı tarafından icat edildi. Gregory, ışığı birincil aynadaki bir delikten geri yansıtmak için odağın dışına içbükey bir ikincil ayna yerleştirdi. Şu anda kullanımda olan en büyük yansıtıcı teleskoplarda, dikkat merkezi olarak bir kafes bulunur ve bu, gözlemcinin aleti çalıştırırken teleskopun içinde oturmasını sağlar. Yakın California'da 5 metrelik bir reflektör bu şekilde donatılmıştır. Çoğu reflektörde refrakter benzeri ekvatoral yuvalar bulunurken, dünyanın en büyük reflektörü, İspanya, La Palma'daki 4m enstrüman, yükseklik-azimut yuvasına sahiptir.

Optik bir teleskopun çalışma prensibi, teleskopta bir mercek görevi gören, çeşitli göksel kaynaklardan bize gelen paralel ışık ışınlarını odaklamak ve görüntülerini oluşturmak için dışbükey bir mercek veya içbükey ayna özelliklerine dayanır. odak düzlemi. Bir astronom-gözlemci, bir uzay nesnesinin görüntüsüne bir göz merceğinden bakarak, onu büyütülmüş olarak görür. Aynı zamanda, bir teleskopun büyütmesi, bir nesnenin bir teleskopla ve onsuz gözlemlendiğinde görünen açısal boyutlarının oranı olarak anlaşılır. Bir teleskobun büyütmesi, objektifin odak uzunluğunun okülerin odak uzunluğuna oranına eşittir.

İkinci tasarımın önemi, teleskopun hem rayları hem de gök cismini yönlendirmesi gerektiği gerçeğinde yatmaktadır. aksine, koordinat sabit olduğu için izleme sırasında sadece bir koordinatta hareket gerektirirler. Reflektörler gibi reflektörler, istenen nesneyi bulmayı kolaylaştırmak için genellikle ana teleskoplarına paralel olarak monte edilmiş küçük kılavuz teleskoplara sahiptir. Bu işaret eden teleskoplar, düşük bir büyütme oranına ve geniş bir görüş alanına sahiptir, ikincisi, arama veya diğer uzak uzay nesneleri için arzu edilen bir niteliktir.

Galileo'nun ilk teleskopunun amacı, odak uzunluğu 50 cm olan 4 cm çapında bir plano-dışbükey mercekti.Oküler olarak daha küçük bir plano-içbükey mercek görev yaptı. Optik gözlüklerin bu kombinasyonu üç kat artış sağladı. Ardından Galileo, lensi 5,8 cm, odak uzaklığı 165 cm olan daha gelişmiş bir teleskop tasarladı, ay ve gezegenlerin görüntülerini 33 kat büyüttü. Bilim adamı onun yardımıyla olağanüstü astronomik keşifler yaptı: Ay'daki dağlar, Jüpiter'in uyduları, Venüs'ün evreleri, Güneş'teki noktalar ve birçok sönük yıldız...

Birincil aynanın parabolik şeklinin temel dezavantajı, dar bir görüş alanı yaratmasıdır. Genişletilmiş gök cisimlerini gözlemlemek istediğinizde bu bir sorun olabilir. Bu zorluğun üstesinden gelmek için, çoğu büyük reflektör artık değiştirilmiş bir Cassegrain tasarımına sahiptir. Birincil aynanın merkezi bölgesi, bir paraboloid şeklinden girintili bir şekle sahiptir ve ikincil ayna, değişen birincili telafi edecek şekilde yapılandırılmıştır. Açıkçası, eğrisel bir odak düzlemi boyunca yüksek kaliteli görüntüler toplamak için fotoğraf ortamının eğri olması gerekir.

Ancak Galileo'nun teleskobunun önemli bir dezavantajı vardı: çok küçük bir görüş alanı vardı, yani borudan çok küçük bir gökyüzü çemberi görülüyordu. Bu nedenle, aleti bir gök cismine doğrultmak ve onu gözlemlemek hiç de kolay değildi.

Alman gökbilimci ve matematikçi Johannes Kepler (1571-1630) kendi teleskop tasarımını önerdiğinden, teleskopik gözlemlerin başlamasından bu yana sadece bir yıl geçmişti. Yenilik optik sistemin kendisinde yatıyordu: Objektif ve mercek bikonveks merceklerdi. Sonuç olarak, Kepler teleskobundaki görüntü Galileo'nun tüpündeki gibi düz değil, tersine çevrildi. Tabii ki, dünyevi nesneleri bu şekilde incelemek elverişsizdir, ancak astronomik gözlemler hiç önemli değil. Sonuçta, Evrende mutlak bir üst veya mutlak alt yoktur.

Bu tasarımın ilk örneklerinden biri Arizona, Flagstaff'taki U. Naval Observatory'deki 1 metrelik teleskoptu. Ancak bazı astronomik uygulamalar için gökyüzünün geniş alanlarının fotoğraflanması zorunludur. Teleskopun tasarımı, hem refraktör hem de reflektörün en iyi özelliklerini içerir, yani yansıtıcı ve refraktif optiklere sahiptir. Ayna küreseldir. Küresel bir aynanın merkezinden yansıyan paralel ışınlar, dış bölgelerden yansıyanlardan daha uzağa odaklandığından, Schmidt birincil aynanın eğrilik yarıçapına ince bir ışın yerleştirdi.

Kepler teleskopu Galileo'nun optik ilk doğumundan çok daha iyi olduğu ortaya çıktı: geniş bir görüş alanına sahipti ve kullanımı kolaydı. Yeni cihazın bu önemli avantajları, kaderini kesin olarak belirledi: daha sonra, mercek teleskopları yalnızca Kepler şemasına göre tasarlandı. Ve Galilean teleskopunun optik sistemi sadece tiyatro dürbün cihazında korundu.

Bu düzeltme plakası çok ince olduğu için çok az renk sapması oluşturur. Ortaya çıkan odak düzlemi, çapı birkaç derece olan bir görüş alanına sahiptir. Diyagram tipik bir Schmidt tasarımını göstermektedir. Görünür spektrumun kırmızı ve mavi bölgelerinde kuzey gökyüzünü fotoğraflamak için 2 metrelik bir Schmidt teleskopu kullanıldı. Şili ve Avustralya'daki Schmidt teleskopları, gökyüzünün geri kalanını gözlemlemenin imkansız olduğu fotoğraflarını çekti.

Gökbilimcilerin büyük teleskoplar inşa etmelerinin ana nedeni, evrenin daha derinlerine nüfuz edebilmeleri için ışığın gücünü artırmaktır. Ne yazık ki, büyük tek aynalı teleskoplar inşa etmenin maliyeti hızla artıyor - yaklaşık olarak açıklık çapının bir küpü kadar. Bu nedenle, maliyetleri korurken ışık toplama gücünü artırma hedefine ulaşmak için yeni, daha ekonomik ve geleneksel olmayan teleskop tasarımlarını keşfetmek gerekir.

Galileo'nun hayatı boyunca bile, bir ayna, yani yansıtıcı bir teleskop yaratma fikri ortaya atıldı. Ancak, sadece 1668'de büyük Isaac Newton (1643-1727) tarafından gerçekleştirildi. Temelde yeni bir tasarıma sahip bu teleskopta Newton, küresel yüzeyi bronzdan yapılmış ve cilalanmış küçük bir içbükey aynayı objektif olarak kullandı. Çapı sadece 2,5 cm ve odak uzaklığı 15 cm idi Küresel aynadan gelen ışık ışınları çok küçük bir yardımcı düz ayna (teleskopun optik eksenine 45 derecelik bir açıyla ayarlanmış) tarafından yansıtıldı. mercek - borunun yanında bulunan bir plano-dışbükey mercek.

Bu nedenle, iki ana teleskop türü vardır: kırılma mercekli teleskoplar mercekten geçen ışık ışınlarının kırıldığı ve ayna (yansıtan) yansıtan teleskoplar. Aynalı teleskoplar sonunda çok uzaktaki ve soluk nesneleri gözlemlemek için kullanılmaya başlandı. İnsan gözü, gözlemlenen nesnenin iki parçasını, ancak aralarındaki açısal mesafenin bir veya iki dakikalık yaydan az olmaması durumunda ayrı ayrı ayırt edebilir. Böylece Ay'da çıplak gözle, 150-200 km'yi aşan rölyefin detaylarını görebilirsiniz. Güneş diski üzerinde, armatür gün batımına meylettiğinde ve ışığı dünya atmosferinin emici etkisiyle zayıfladığında 50-100 bin km çapında noktalar görülür. Çıplak gözle başka hiçbir detay görülemez. Ve sadece görüş açısını artıran teleskop sayesinde, uzaktaki gök cisimlerini kendine "yaklaştırabilir" - onları yakın gibi gözlemlemek mümkündür.

Genellikle teleskopa bir dizi farklı göz merceği takılır ve farklı büyütmeler elde etmenizi sağlar. Ancak gökbilimciler, en büyük aletlerle bile çalışırken nadiren 300x'ten fazla büyütme kullanırlar. Bunun nedeni, yüksek büyütme kullanma olasılığını sınırlayan atmosferik gürültüdür, çünkü yüksek büyütmelerde görüntü kalitesi keskin bir şekilde bozulur - bulanıklaşır ve güçlü bir şekilde titrer.

Ancak teleskop, yalnızca gök cisimlerinin Dünya'dan görülebildiği görüş açısını arttırmakla kalmaz. Bir teleskopun merceği, insan gözünün göz bebeğinden kat kat daha fazla ışık toplar. Bu sayede teleskop, çıplak gözle tamamen erişilemeyen sayısız yıldızı ve diğer çok soluk nesneleri gözlemleyebilir. Teleskop tarafından toplanan ışık miktarının, merceğin alanı göz bebeğinin alanından (ikincisinin çapı) daha büyük olduğu için, gözlemcinin gözüne giren ışık huzmesi kadar kat daha fazla olacağı açıktır. yaklaşık 6 mm'dir). Örneğin Galileo, en iyi teleskopuyla 10. yüzyılın yıldızlarını gözlemleyebildi. büyüklük 6. büyüklükteki yıldızlardan (görüşümüzün sınırında yatan) yaklaşık 40 kat daha zayıf olan .

Teleskop merceğinin çapı arttıkça gökyüzünde görünen yıldızların sayısı hızla artar veya astronomların dediği gibi teleskopun delme gücü artar.
Böylece, teleskopik gözlemler, dünyalılara hayal edilemez bir evrensel genişlik ortaya çıkardı. Büyük düşünürlerin daha önce sadece tahmin ettikleri şey, gözle görülür bir onay aldı.

Mercek çapının artmasıyla teleskobun çözme gücü de artar, yani yakın yıldız sistemleri gözlem için kullanılabilir hale gelir. Ve gökbilimciler, büyük çaplı merceklere sahip büyük teleskoplar yaratmaya çalıştılar. Ancak bu tür lenslerin üretimi son derece zor bir iştir. Sonuçta, bunun için mükemmel şeffaf ve tamamen homojen camın kaynaklanması gerekir. büyük boy ve büyük bir kütle ve sonra işleyin - bir merceğe dönüştürün. Mercek yüzeyinin bir mikronun onda birine kadar taşlanması ve parlatılması gerektiğini söylemek yeterlidir!

Refraktör teleskop için dünyanın en büyük lensi geç XIX yüzyılda ünlü Amerikan firması Alvan Clark and Sons tarafından yapılmıştır. 40 inç (102 cm) çapındaki bu lens, 1897'de Chicago yakınlarında inşa edilen Yerks Gözlemevi için tasarlanmıştı. Şimdiye kadar hiç kimse daha büyük bir lens yapamadı. Alvan Clark'ın (1804-1887) lensleri bugün bile dünyanın en iyisi olarak kabul ediliyor. Ama onlar bile sapmasız değiller - görüntüleri bozan optik kusurlar.

Bu nedenle, tek mercekli objektifler ve göz mercekleri yerine, teleskoplar çok mercekli optik sistemleri kullanmaya başladı; İngiliz gözlükçü John Dollond (1706-1761) bunu ilk kez 1757'de yapmayı başardı.

Mercek yüzeylerinin eğriliği ve camın derecesi, etkileri zıt olacak şekilde seçilir. Bu, sapmayı önemli ölçüde azaltır.

Astrofiziğin gelişimi, özellikle bulutsuların, uzak galaksilerin ve diğer loş ışıklı uzay nesnelerinin incelenmesi, büyük parlaklığa sahip büyük teleskoplar gerektirir. Diyafram, bir teleskopun odak düzleminde oluşturabileceği aydınlatma miktarı olarak anlaşılmalıdır. Dolayısıyla, aynı odak uzaklığına sahip iki teleskopu karşılaştırırsak, o zaman büyük bir merceğe veya aynaya sahip bir alet daha büyük bir parlaklığa sahip olacaktır. Yansıtıcı aynalar yapmak, büyük mercekleri taşlamaktan çok daha kolaydır: her merceğin işlenmiş iki yüzeyi vardır, aynanın yalnızca bir yüzeyi vardır.

Şu anda dünyada 3,5 m'yi aşan aynalı bir düzineden fazla reflektör yapılmıştır.Ülkemizdeki en büyük yansıtıcı teleskop, BTA-6- 6 metrelik aynası vardır.

Bu teleskopun olanakları çok büyük. 1975'te yapılan ilk gözlemler sırasında (BTA-6 üzerinde sistematik gözlemler Temmuz 1976'da başladı), 24. büyüklükteki yıldızlar ve uzak galaksiler fotoğraflandı. İnsan gözünün görebildiği yıldızlardan yaklaşık 15 milyon kat daha sönüktürler. Ancak, daha gelişmiş ışığa duyarlı ekipman - foto çoğaltıcılar, foton sayaçları ve diğer en yeni radyasyon alıcıları kullanarak, gökbilimciler bir saatlik pozlama için plakalarda 26,5 büyüklüğünde nesnelerin görüntülerini alırlar. Radyasyonu almayı başardığımız optik nesneler bizden en az 10 milyar ışıkyılı uzaklıkta! Modern ışık alma ekipmanı ile donatılmış bir teleskopun yetenekleri bunlardır.

Amerika Birleşik Devletleri'ndeki California Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, daha da etkileyici bir 10 metrelik yansıtıcı teleskop yarattılar. Dünyanın en büyük optik devi olan bunun aynası, üç eş merkezli halka şeklinde düzenlenmiş 36 konjuge altıgen aynadan oluşur. Elektronik sensörler, belirli bir programa göre aynaları kurmak için komutlar veren bilgisayara birbirlerine göre konumlarını ve yönelimlerini bildirir. Sonuç olarak, yerçekimi ve rüzgar yükleri dikkate alınarak kompozit ayna yüzeyinin gerekli şekli sağlanır.

"Kek I" adlı bu teleskop, ortalama deniz seviyesinden 4150 m yükseklikte, Mauna Kea'nın (Hawaii) tepesine kuruludur. Maliyeti 94 milyon dolardı. Dünyanın en büyük teleskopunun resmi açılışı 7 Kasım 1991'de gerçekleşti, ancak son ayna segmenti sadece 14 Nisan 1992'de kuruldu.

İkinci 10 metrelik teleskop Kek II'nin yapımı Mauna Kea'da tamamlandı. W. M. Keck Vakfı bunun için 74,6 milyon dolar ayırdı. İkiz teleskopların adlarının, inşaatlarını finanse eden fonun adıyla verilmesi tesadüf değildir.
Muazzam optik güçleri nedeniyle, uzaydaki uzak nesneleri incelemek için ideal araçlardır.