Оптички опсерватории. Локацијата за изградба на оптичка опсерваторија обично се избира подалеку од градовите со нивното светло ноќно осветлување и смог. Обично ова е врв на планина, каде што има потенок слој на атмосфера преку кој треба да се вршат набљудувања. Пожелно е воздухот да е сув и чист, а ветерот да не е особено силен. Идеално, опсерваториите треба да бидат рамномерно распоредени низ површината на Земјата, така што објектите на северното и јужното небо може да се набљудуваат во секое време. Сепак, историски, повеќето опсерватории се наоѓаат во Европа и Северна Америка, така што небото на северната хемисфера е подобро проучено. Во последните децении, на јужната хемисфера и во близина на екваторот почнаа да се градат големи опсерватории, од каде што може да се набљудува и северното и јужното небо. Античкиот вулкан Мауна Кеа на островот. Со надморска височина од повеќе од 4 километри, Хаваи се смета за најдобро место во светот за астрономски набљудувања. Во 1990-тите, таму се населиле десетици телескопи од различни земји. Кула. Телескопите се многу чувствителни инструменти. За да се заштитат од лоши временски услови и температурни промени, тие се сместени во посебни згради - астрономски кули. Малите кули се со правоаголна форма со рамен покрив што се повлекува. Кулите на големите телескопи обично се заоблени со хемисферична ротирачка купола, во која се отвора тесен процеп за набљудување. Оваа купола добро го штити телескопот од ветрот за време на работата. Ова е важно бидејќи ветерот го тресе телескопот и предизвикува тресење на сликата. Вибрациите на почвата и зградата на кулата исто така негативно влијаат на квалитетот на сликите. Затоа, телескопот е поставен на посебна основа, која не е поврзана со основата на кулата. Систем за вентилација за куполниот простор и инсталација за вакуумско таложење на рефлектирачки алуминиумски слој на огледалото на телескопот, кој со текот на времето избледува, се инсталирани во внатрешноста на кулата или во негова близина. Монтирање. За да се насочи кон ѕвезда, телескопот мора да ротира околу една или две оски. Првиот тип вклучува меридијански круг и инструмент за премин - мали телескопи кои ротираат околу хоризонтална оска во рамнината на небесниот меридијан. Движејќи се од исток кон запад, секој светилник ја преминува оваа рамнина двапати на ден. Со помош на инструмент за премин се одредуваат моментите на минување на ѕвездите низ меридијанот и на тој начин се разјаснува брзината на ротација на Земјата; ова е неопходно за точна временска услуга. Кругот на меридијанот ви овозможува да ги измерите не само моментите, туку и местото каде што ѕвездата го пресекува меридијанот; ова е неопходно за да се создадат точни мапи на ѕвезди. Во современите телескопи, директното визуелно набљудување практично не се користи. Тие главно се користат за фотографирање на небесни објекти или за откривање на нивната светлина со електронски детектори; во овој случај, изложеноста понекогаш достигнува неколку часа. Сето ова време, телескопот мора да биде прецизно насочен кон објектот. Затоа, со помош на механизам за часовник, тој ротира со константна брзина околу оската на час (паралелно со оската на ротација на Земјата) од исток кон запад по ѕвездата, со што се компензира ротацијата на Земјата од запад кон исток. Втората оска, нормална на оската на часовникот, се нарекува оска на деклинација; служи за насочување на телескопот во правец север-југ. Овој дизајн се нарекува екваторијална монтажа и се користи за речиси сите телескопи, со исклучок на најголемиот, за кој алт-азимутската монтажа се покажа како покомпактна и поевтина. На него, телескопот ја следи ѕвездата, вртејќи се истовремено со променлива брзина околу две оски - вертикална и хоризонтална. Ова значително ја отежнува работата на механизмот на часовникот, барајќи компјутерска контрола. Прекршувачкиот телескоп има цел на леќата. Бидејќи зраците од различни бои различно се прекршуваат во стаклото, леќата на леќите е дизајнирана така што дава остра слика во фокус во зраци со една боја. Постарите рефрактори беа дизајнирани за визуелно набљудување и затоа произведуваа јасни слики во жолта светлина. Со доаѓањето на фотографијата почнаа да се градат фотографски телескопи - астрографи, кои даваат јасна слика во сини зраци, кои
ОБСЕРВАТОРИЈА
институција каде што научниците ги набљудуваат, проучуваат и анализираат природните појави. Најпознати се астрономските опсерватории за проучување на ѕвезди, галаксии, планети и други небесни објекти. Постојат и метеоролошки опсерватории за набљудување на времето; геофизички опсерватории за проучување на атмосферски феномени, особено, поларници; сеизмички станици за снимање на вибрации возбудени на Земјата од земјотреси и вулкани; опсерватории за набљудување на космичките зраци и неутрината. Многу опсерватории се опремени не само со сериски инструменти за снимање на природни феномени, туку и со уникатни инструменти кои обезбедуваат најголема чувствителност и точност при специфични услови на набљудување. Во поранешните времиња, опсерваториите, како по правило, се градеа во близина на универзитетите, но потоа тие почнаа да се наоѓаат на места со најдобри услови за набљудување на феномените што се проучуваат: сеизмички опсерватории - на падините на вулканите, метеоролошки - рамномерно низ целиот свет. , поларна светлина (за набљудување на поларните светлина) - на растојание од околу 2000 km од магнетниот пол на северната хемисфера, каде што минува лента со интензивни полови светлина. Астрономските опсерватории, кои користат оптички телескопи за да ја анализираат светлината од космичките извори, бараат чиста, сува атмосфера без вештачка светлина, така што тие имаат тенденција да бидат изградени високо во планините. Радио опсерваториите често се наоѓаат во длабоки долини, заштитени од сите страни со планини од вештачки радио пречки. Меѓутоа, бидејќи опсерваториите вработуваат квалификуван персонал и редовно доаѓаат научници, секогаш кога е можно тие се обидуваат да ги лоцираат опсерваториите не многу далеку од научните и културните центри и транспортните центри. Сепак, развојот на комуникациите го прави овој проблем сè помалку релевантен. Оваа статија е за астрономски опсерватории. Дополнителни информации за опсерватории и други видови научни станици се опишани во написите:
ЕКСТРА-АТМОСФЕРСКА АСТРОНОМИЈА;
ВУЛКАНИ;
ГЕОЛОГИЈА;
ЗЕМЈОТРЕСИ;
МЕТЕОРОЛОГИЈА И КЛИМАТОЛОГИЈА;
НЕУТРИНСКА АСТРОНОМИЈА;
РАДАРСКА АСТРОНОМИЈА;
РАДИО АСТРОНОМИЈА.
ИСТОРИЈА НА АСТРОНОМСКИ ОПСЕРВАТОРИИ И ТЕЛЕСКОПИ
Антички свет.Најстарите факти од астрономските набљудувања што стигнале до нас се поврзани со древните цивилизации на Блискиот Исток. Со набљудување, снимање и анализа на движењето на Сонцето и Месечината низ небото, свештениците воделе евиденција за времето и календарот, ги предвидувале годишните времиња важни за земјоделството, а исто така правеле и астролошки прогнози. Мерејќи ги движењата на небесните тела со помош на едноставни инструменти, тие открија дека релативната положба на ѕвездите на небото останува непроменета, но Сонцето, Месечината и планетите се движат во однос на ѕвездите и, згора на тоа, на многу сложен начин. Свештениците забележале ретки небесни феномени: затемнување на Месечината и Сонцето, појава на комети и нови ѕвезди. Астрономските набљудувања, кои носат практични придобивки и помагаат во обликувањето на светогледите, нашле одредена поддршка и од верските власти и од граѓанските владетели на различни нации. Многу преживеани глинени плочи од древниот Вавилон и Сумер забележуваат астрономски набљудувања и пресметки. Во тие денови, како и сега, опсерваторијата служеше истовремено како работилница, складирање инструменти и центар за собирање податоци. исто така види
АСТРОЛОГИЈА;
СЕЗОНИ ;
ВРЕМЕ ;
КАЛЕНДАР . Малку е познато за астрономските инструменти користени пред ерата на Птолемеј (околу 100 - околу 170 н.е.). Птоломеј, заедно со други научници, собрал во огромната библиотека во Александрија (Египет) многу расфрлани астрономски записи направени во различни земји во текот на претходните векови. Користејќи ги набљудувањата на Хипарх и неговите, Птоломеј составил каталог на позициите и осветленоста на 1022 ѕвезди. Следејќи го Аристотел, тој ја постави Земјата во центарот на светот и веруваше дека сите светлини се вртат околу неа. Заедно со своите колеги, Птоломеј извршил систематско набљудување на ѕвездите во движење (Сонце, Месечина, Меркур, Венера, Марс, Јупитер, Сатурн) и развил детална математичка теорија за да ја предвиди нивната идна позиција во однос на „фиксните“ ѕвезди. Со негова помош, Птоломеј пресметал табели за движењата на светилниците, кои потоа биле користени повеќе од илјада години.
исто така видихипарх. За да ги измерат малку различните големини на Сонцето и Месечината, астрономите користеле права лента со лизгачки визир во форма на темен диск или плоча со тркалезна дупка. Набљудувачот ја насочил шипката кон целта и го поместил нишанот по неа, осигурувајќи дека дупката точно одговара на големината на светилката. Птоломеј и неговите колеги подобрија многу од астрономските инструменти. Спроведувајќи внимателни набљудувања со нив и користејќи тригонометрија претворајќи ги инструменталните читања во агли на положба, тие ја доведоа точноста на мерењето на приближно 10"
(види исто така ПТОЛЕМИЈ Клавдиј).
Среден век.Поради политичките и општествените пресврти од доцната антика и раниот среден век, развојот на астрономијата во Медитеранот запре. Каталозите и табелите на Птоломеј преживеале, но сè помалку луѓе знаеле да ги користат, а набљудувањата и снимањето на астрономските настани станувале сè поретко. Сепак, на Блискиот Исток и Централна Азија, астрономијата цветаше и беа изградени опсерватории. Во 8 век. Абдалах ал-Мамун основал Дом на мудроста во Багдад, слична на библиотеката во Александрија, и основал придружни опсерватории во Багдад и Сирија. Таму, неколку генерации астрономи ја проучувале и ја развивале работата на Птоломеј. Слични институции процветаа во 10 и 11 век. во Каиро. Кулминација на таа ера била џиновската опсерваторија во Самарканд (денес Узбекистан). Таму Улукбек (1394-1449), внук на азискиот освојувач Тамерлан (Тимур), изградил огромен секстант со радиус од 40 m во форма на јужно ориентиран ров широк 51 cm со мермерни ѕидови и извршил набљудувања на Сонцето со невидена точност. Тој користел неколку помали инструменти за да ги набљудува ѕвездите, Месечината и планетите.
Преродба.Кога во исламската култура од 15 век. Астрономијата процвета, Западна Европа повторно ја откри оваа голема креација на античкиот свет.
Коперник.Никола Коперник (1473-1543), инспириран од едноставноста на принципите на Платон и другите грчки филозофи, гледал со недоверба и тревога кон геоцентричниот систем на Птоломеј, кој барал гломазни математички пресметки за да се објаснат очигледните движења на светилниците. Коперник предложил, задржувајќи го пристапот на Птоломеј, да се постави Сонцето во центарот на системот и да се смета Земјата за планета. Ова во голема мера ја поедностави работата, но предизвика длабока револуција во свеста на луѓето (види исто така КОПЕРНИЈ Николас).
Тивко Брахе.Данскиот астроном Т. Брахе (1546-1601) бил обесхрабрен од фактот дека теоријата на Коперник попрецизно ги предвидела позициите на светилниците отколку теоријата на Птоломеј, но сепак не е целосно точна. Тој верувал дека поточните податоци од набљудувањето ќе го решат проблемот и го убедил кралот Фредерик II да му го даде о. Вен во близина на Копенхаген. Оваа опсерваторија, наречена Ураниборг (Замок на небото), содржеше многу стационарни инструменти, работилници, библиотека, хемиска лабораторија, спални соби, трпезарија и кујна. Тихо дури имаше своја фабрика за хартија и печатница. Во 1584 година изградил нова зграда за набљудување - Стјернеборг (Ѕвезден замок), каде што ги собрал најголемите и најнапредните инструменти. Навистина, тоа беа инструменти од ист тип како во времето на Птоломеј, но Тихо значително ја зголеми нивната точност со замена на дрвото со метали. Тој вовел особено прецизни нишани и ваги, и дошол до математички методи за калибрирање на набљудувањата. Тихо и неговите помошници, набљудувајќи ги небесните тела со голо око, со своите инструменти постигнаа мерна точност од 1. Тие систематски ги мереле позициите на ѕвездите и ги набљудувале движењата на Сонцето, Месечината и планетите, собирајќи податоци за набљудување со невидена упорност и точност
(види исто така BRAHE Tycho).
Кеплер.Проучувајќи ги податоците на Тихо, И. Кеплер (1571-1630) открил дека набљудуваната револуција на планетите околу Сонцето не може да се претстави како движење во кругови. Кеплер имал голема почит за резултатите добиени во Ураниборг и затоа ја отфрлил идејата дека малите несовпаѓања помеѓу пресметаните и набљудуваните позиции на планетите може да бидат предизвикани од грешки во набљудувањата на Тихо. Продолжувајќи со својата потрага, Кеплер открил дека планетите се движат во елипсови, со што се поставуваат темелите за нова астрономија и физика
(види и КЕПЛЕР Јохан; КЕПЛЕРОВИ ЗАКОНИ). Работата на Тихо и Кеплер предвидуваше многу карактеристики на модерната астрономија, како што е организацијата на специјализирани опсерватории со владина поддршка; доведување до совршенство инструментите, дури и традиционалните; поделба на научниците на набљудувачи и теоретичари. Беа воспоставени нови оперативни принципи заедно со новата технологија: телескопот дојде да му помогне на окото во астрономијата.
Доаѓањето на телескопите.Првите телескопи за прекршување. Во 1609 година, Галилео почнал да го користи својот прв домашен телескоп. Набљудувањата на Галилео ја започнаа ерата на визуелно истражување на небесните тела. Телескопите набрзо се раширија низ Европа. Љубопитните луѓе сами ги правеле или нарачувале занаетчии и поставувале мали лични опсерватории, обично во нивните домови
(види исто така GALILEO Galileo). Телескопот на Галилео беше наречен рефрактор бидејќи светлосните зраци во него се прекршуваат (латински refractus - прекршено), поминувајќи низ неколку стаклени леќи. Во наједноставниот дизајн, предниот објектив-објект собира зраци во фокусна точка, создавајќи слика на објект таму, а леќата на окуларот што се наоѓа во близина на окото се користи како лупа за гледање на оваа слика. Во телескопот на Галилео, окуларот беше негативна леќа, давајќи директна слика со прилично низок квалитет со мало видно поле. Кеплер и Декарт ја развиле теоријата на оптика, а Кеплер предложил дизајн на телескоп со превртена слика, но многу поголемо видно поле и зголемување од Галилео. Овој дизајн брзо го замени претходниот и стана стандард за астрономски телескопи. На пример, во 1647 година, полскиот астроном Јан Хевелиус (1611-1687) користел кеплеријански телескопи долги 2,5-3,5 метри за да ја набљудува Месечината. Најпрво ги поставил во мала купола на покривот на неговата куќа во Гдањск (Полска), а подоцна на локација со две набљудувачки места, од кои едната се вртела (види исто така ХЕВЕЛИУС Јан). Во Холандија, Кристиан Хајгенс (1629-1695) и неговиот брат Константин изградија многу долги телескопи со леќи со дијаметар од само неколку инчи, но со огромни фокусни растојанија. Ова го подобри квалитетот на сликата, иако ја отежна работата со алатката. Во 1680-тите, Хајгенс експериментирал со 37-метарски и 64-метарски „воздушни телескопи“, чиишто леќи биле поставени на врвот на јарболот и се вртеле со помош на долг стап или јажиња, а окуларот едноставно се држел во рацете (види исто така ХУЈГЕНС Кристијан). Користејќи леќи направени од Д. Кампани, Џ. Набљудувањата беа во голема мера отежнати од вибрациите на јарболот со леќата, тешкотиите за негово насочување со помош на јажиња и кабли, како и нехомогеноста и турбуленцијата на воздухот помеѓу објективот и окуларот, што беше особено силно во отсуство на цевка. Њутн, рефлектирачкиот телескоп и теоријата на гравитација. Во доцните 1660-ти, I. Newton (1643-1727) се обидел да ја открие природата на светлината во врска со проблемите на рефракторите. Тој по грешка одлучил дека хроматската аберација, т.е. Неможноста на објективот да собере зраци од сите бои во еден фокус е фундаментално неотстранлива. Затоа, Њутн го изградил првиот функционален рефлектирачки телескоп, во кој улогата на објектив наместо леќа ја играло конкавно огледало кое собира светлина во фокус каде што сликата може да се гледа преку окулар. Сепак, најважниот придонес на Њутн во астрономијата беше неговата теоретска работа, која покажа дека кеплеровите закони за планетарно движење се посебен случај на универзалниот закон за гравитација. Њутн го формулирал овој закон и развил математички техники за прецизно пресметување на движењето на планетите. Ова го стимулираше раѓањето на нови опсерватории, каде што позициите на Месечината, планетите и нивните сателити беа измерени со најголема точност, користејќи ја теоријата на Њутн за да ги усовршат елементите на нивните орбити и да ги предвидат нивните движења.
исто така види
НЕБЕСКА МЕХАНИКА;
ГРАВИТАЦИЈА;
ЊУТОН Исак.
Часовник, микрометар и телескопски нишан. Не помалку важно од подобрувањето на оптичкиот дел на телескопот беше и подобрувањето на неговата монтажа и опрема. За астрономски мерења, станаа неопходни часовници со нишало, способни да работат според локалното време, кое се одредува од некои набљудувања и се користи во други.
(види и ЧАСОВНИК). Со помош на микрометар на конец, беше можно да се измерат многу мали агли при набљудување преку окуларот на телескопот. За да се зголеми точноста на астрометријата, важна улога одиграла комбинирањето на телескопот со армиларна сфера, секстант и други гониометриски инструменти. Откако глетките со голо око беа заменети со мали телескопи, се појави потребата за многу попрецизно производство и поделба на аголните ваги. Во голема мера како одговор на потребите на европските опсерватории, се разви производството на мали високопрецизни машински алати
(види и МЕРНИ ИНСТРУМЕНТИ).
Државни опсерватории.Подобрување на астрономските табели. Од втората половина на 17 век. За потребите на навигацијата и картографијата, владите на различни земји почнаа да основаат државни опсерватории. Во Кралската академија на науките, основана од Луј XIV во Париз во 1666 година, академиците почнаа да ги ревидираат астрономските константи и табели од нула, користејќи ја работата на Кеплер како основа. Во 1669 година, на иницијатива на министерот J.-B. Colbert, била основана Кралската опсерваторија во Париз. Беше предводена од четири извонредни генерации на Касини, почнувајќи од Жан Доминик. Во 1675 година била основана Кралската опсерваторија Гринич, предводена од првиот кралски астроном Д. Фламстид (1646-1719). Заедно со Кралското друштво, кое ги започнало своите активности во 1647 година, станал центар на астрономските и геодетските истражувања во Англија. Во текот на истите години, опсерватории беа основани во Копенхаген (Данска), Лунд (Шведска) и Гдањск (Полска) (види исто така FLEMSTED John). Најважниот резултат од активностите на првите опсерватории беше ефемерите - табели на однапред пресметани позиции на Сонцето, Месечината и планетите, неопходни за картографија, навигација и фундаментални астрономски истражувања.
Воведување на стандардно време.Државните опсерватории станаа чувари на стандардното време, кое најпрво беше дистрибуирано со користење на оптички сигнали (знамиња, сигнални топки), а подоцна и со телеграф и радио. Сегашната традиција на полноќно пуштање топчиња на Бадник датира од деновите кога сигналните топки беа фрлани на високиот јарбол на покривот на опсерваторијата во точно одредено време, давајќи им можност на капетаните на бродовите во пристаништето да ги проверат хронометри пред пловидба.
Одредување на должина.Исклучително важна задача на државните опсерватории од таа ера беше да ги одредат координатите на морските бродови. Географската ширина може лесно да се најде со аголот на Северната ѕвезда над хоризонтот. Но, географската должина е многу потешко да се одреди. Некои методи беа базирани на моментите на затемнување на сателитите на Јупитер; други - на положбата на Месечината во однос на ѕвездите. Но, најсигурните методи бараа високопрецизни хронометри способни да го одржуваат времето на опсерваторијата во близина на излезното пристаниште за време на патувањето.
Развој на опсерваториите Гринич и Париз.Во 19 век Државните и некои приватни опсерватории во Европа останаа најважните астрономски центри. Во списокот на опсерватории од 1886 година наоѓаме 150 во Европа, 42 во Северна Америка и 29 на други места. Опсерваторијата Гринич до крајот на векот имаше рефлектор од 76 см, рефрактори од 71, 66 и 33 см и многу помошни инструменти. Таа беше активно вклучена во астрометрија, управување со времето, соларна физика и астрофизика, како и геодезија, метеорологија, магнетни и други набљудувања. Париската опсерваторија исто така имаше прецизни, модерни инструменти и спроведуваше програми слични на оние во Гринич.
Нови опсерватории.Астрономската опсерваторија Пулково на Царската академија на науките во Санкт Петербург, изградена во 1839 година, брзо постигна почит и чест. Нејзиниот растечки тим беше вклучен во астрометрија, определување на основните константи, спектроскопија, временски услуги и различни геофизички програми. Опсерваторијата Потсдам во Германија, отворена во 1874 година, набрзо стана воспоставена институција позната по својата работа на сончевата физика, астрофизиката и фотографските истражувања на небото.
Создавање на големи телескопи.Рефлектор или рефрактор? Иако рефлектирачкиот телескоп на Њутн беше важен изум, астрономите неколку децении го перципираа само како алатка за дополнување на рефракторите. Отпрвин, рефлектори беа направени од самите набљудувачи за нивните мали опсерватории. Но, до крајот на 18 век. Младата оптичка индустрија го презеде ова, препознавајќи ја потребата од растечкиот број на астрономи и геодети. Набљудувачите можеа да изберат од различни типови на рефлектори и рефрактори, секој со предности и недостатоци. Рефракторните телескопи со леќи направени од висококвалитетно стакло даваа подобри слики од рефлектори, а нивната цевка беше покомпактна и поцврста. Но, рефлекторите можеа да бидат направени со многу поголем дијаметар, а сликите во нив не беа искривени со обоени граници, како кај рефракторите. Рефлекторот го олеснува гледањето на слабите предмети бидејќи нема губење на светлина во стаклото. Меѓутоа, легурата од спекулум од која се правеа огледалата брзо се оцрни и бараше често повторно полирање (во тоа време тие сè уште не знаеја како да ја покријат површината со тенок огледален слој).
Хершел.Во 1770-тите, педантниот и упорен самоук астроном В. Хершел изградил неколку њутнови телескопи, зголемувајќи го дијаметарот на 46 cm и фокусната должина на 6 m. Високиот квалитет на неговите огледала овозможи да се користи многу големо зголемување. Со помош на еден од неговите телескопи, Хершел ја открил планетата Уран, како и илјадници двојни ѕвезди и маглини. Во тие години беа изградени многу телескопи, но тие обично беа креирани и користени од индивидуални ентузијасти, без да се организира опсерваторија во модерна смисла.
(види исто така HERSCHEL, WILLIAM). Хершел и други астрономи се обиделе да изградат поголеми рефлектори. Но, масивните огледала се свиткаа и ја изгубија својата форма кога телескопот ја смени позицијата. Границата за метални огледала беше достигната во Ирска од В. Парсонс (Лорд Рос), кој создаде рефлектор со дијаметар од 1,8 m за својата домашна опсерваторија.
Изградба на големи телескопи. Индустриските магнати и новобогатите на Соединетите држави се акумулирале на крајот на 19 век. огромно богатство, а некои од нив се зафатија со филантропија. Така, Џ. Неговиот главен инструмент беше рефракторот од 91 см, тогаш најголемиот во светот, произведен од познатата компанија Алван Кларк и синови и инсталиран во 1888 година. А во 1896 година започна 36-инчниот рефлектор Crossley, тогаш најголемиот во САД. работејќи таму во опсерваторијата Лик. Астрономот Џ. Хејл (1868-1938) го убедил магнатот на трамвајот од Чикаго Ц. Јеркс да ја финансира изградбата на уште поголема опсерваторија за Универзитетот во Чикаго. Основана е во 1895 година во заливот Вилијамс, Висконсин, со 40-инчен рефрактор, сè уште и веројатно засекогаш најголемиот во светот (види исто така HALE George Ellery). Откако ја организираше опсерваторијата Јеркс, Хејл започна енергични напори да собере средства од различни извори, вклучувајќи го и челичниот магнат А. Карнеги, за да изгради опсерваторија на најдоброто место за набљудувања во Калифорнија. Опремена со неколку соларни телескопи дизајнирани од Хејл и рефлектор од 152 см, опсерваторијата Монт Вилсон на планините Сан Габриел северно од Пасадена, Калифорнија, набрзо станала астрономска Мека. Откако го стекна потребното искуство, Хејл организираше создавање на рефлектор со невидена големина. Именуван по главниот спонзор, 100-инчниот телескоп. Хукер стапил во служба во 1917 година; но прво моравме да надминеме многу инженерски проблеми кои на почетокот изгледаа нерешливи. Првиот од нив беше да се излее стаклен диск со потребната големина и полека да се излади за да се добие висококвалитетно стакло. Мелењето и полирањето на огледалото за да му се даде потребната форма траеше повеќе од шест години и бараше создавање уникатни машини. Последната фаза на полирање и тестирање на огледалото беше извршена во посебна просторија со идеална чистота и контрола на температурата. Механизмите на телескопот, зградата и куполата на неговата кула, изградена на врвот на планината Вилсон (планината Вилсон), висока 1.700 m, се сметаа за инженерско чудо на тоа време. Инспириран од одличната изведба на инструментот од 100 инчи, Хејл го посвети остатокот од својот живот на изградба на џиновски телескоп од 200 инчи. 10 години по неговата смрт и поради доцнењата предизвикани од Втората светска војна, телескопот. Хејла започна со работа во 1948 година на врвот на 1700-метарската планина Паломар (планината Паломар), 64 километри североисточно од Сан Диего (Св. Калифорнија). Тоа беше научно и технолошко чудо на тие денови. Речиси 30 години овој телескоп остана најголемиот во светот, а многу астрономи и инженери веруваа дека никогаш нема да биде надминат.
Но, појавата на компјутерите придонесе за понатамошно проширување на изградбата на телескопи. Во 1976 година, 6-метарскиот телескоп БТА (Голем азимут телескоп) започна да работи на 2100-метарската планина Семиродники во близина на селото Зеленчускаја (Северен Кавказ, Русија), демонстрирајќи ја практичната граница на технологијата на „дебели и издржливи“ огледала.
Патот до изградба на големи огледала кои можат да соберат повеќе светлина, а со тоа и да гледаат понатаму и подобро, лежи низ новите технологии: во последните години се развиваат методи за правење тенки и монтажни огледала. Тенки огледала со дијаметар од 8,2 m (со дебелина од околу 20 cm) веќе работат на телескопи во Јужната опсерваторија во Чиле. Нивната форма е контролирана од сложен систем на механички „прсти“ контролирани од компјутер. Успехот на оваа технологија доведе до развој на неколку слични проекти во различни земји. За да ја тестира идејата за композитно огледало, Астрофизичката опсерваторија Смитсонијан во 1979 година изгради телескоп со леќа од шест огледала од 183 см, површина еквивалентна на едно огледало од 4,5 метри. Овој телескоп со повеќе огледала, инсталиран на планината Хопкинс, 50 километри јужно од Тусон (Аризона), се покажа како многу ефикасен, а овој пристап беше искористен при изградбата на два телескопи од 10 метри. В. Кек во опсерваторијата Мауна Кеа (Островот Хаваи). Секое џиновско огледало е составено од 36 хексагонални сегменти, 183 cm во ширина, контролирани од компјутер за да се добие една слика. Иако квалитетот на снимките сè уште не е висок, можно е да се добијат спектри на многу далечни и слаби објекти кои се недостапни за другите телескопи. Затоа, на почетокот на 2000-тите, се планира да се пуштат во употреба уште неколку телескопи со повеќе огледало со ефективни отвори од 9-25 m.
ВРВОТ НА МАУНА КЕА, древен вулкан на Хаваите, е дом на десетици телескопи. Астрономите овде ги привлекува големата надморска височина и многу сувиот, чист воздух. Долу десно, низ отворениот процеп на кулата, јасно се гледа огледалото на телескопот Keck I, а долу лево е кулата на телескопот Keck II во изградба.
РАЗВОЈ НА ОПРЕМА
Фотографија.Во средината на 19 век. неколку ентузијасти почнаа да користат фотографија за да снимаат слики набљудувани преку телескоп. Како што се зголемуваше чувствителноста на емулзиите, стаклените фотографски плочи станаа главно средство за снимање на астрофизички податоци. Покрај традиционалните рачно напишани списанија за набљудување, скапоцените „стаклени библиотеки“ се појавија во опсерваториите. Фотографската плоча е способна да акумулира слаба светлина од далечните објекти и да доловува детали кои се недостапни за окото. Со употребата на фотографијата во астрономијата, беа потребни нови типови на телескопи, на пример, камери со широк поглед способни да снимаат големи области на небото одеднаш за да создадат фото атласи наместо рачно нацртани мапи. Во комбинација со рефлектори со голем дијаметар, фотографијата и спектрографот овозможија проучување на слаби објекти. Во 1920-тите, користејќи го телескопот од 100 инчи во опсерваторијата Маунт Вилсон, Е. Хабл (1889-1953) ги класифицирал слабите маглини и докажал дека многу од нив биле џиновски галаксии слични на Млечниот Пат. Покрај тоа, Хабл откри дека галаксиите брзо летаат една од друга. Ова целосно го смени разбирањето на астрономите за структурата и еволуцијата на Универзумот, но само неколку опсерватории со моќни телескопи за набљудување слаби, далечни галаксии можеа да спроведат такво истражување.
исто така види
КОСМОЛОГИЈА;
ГАЛАКСИИ;
HUBBLE Едвин Пауел;
НЕБУЛА.
Спектроскопија.Појавувајќи се речиси истовремено со фотографијата, спектроскопијата им овозможи на астрономите да го одредат нивниот хемиски состав од анализата на ѕвездената светлина и да го проучат движењето на ѕвездите и галаксиите со доплеровото поместување на линиите во спектрите. Развој на физиката на почетокот на 20 век. помогна во дешифрирањето на спектрограмите. За прв пат стана возможно да се проучи составот на непристапните небесни тела. Оваа задача се покажа дека е во рамките на можностите на скромните универзитетски опсерватории, бидејќи не е потребен голем телескоп за да се добијат спектрите на светли објекти. Така, опсерваторијата на колеџот Харвард беше една од првите кои се вклучија во спектроскопија и собраа огромна колекција на ѕвездени спектри. Нејзините соработници класифицираа илјадници ѕвездени спектри и создадоа основа за проучување на ѕвездената еволуција. Со комбинирање на овие податоци со квантната физика, теоретичарите ја разбраа природата на изворот на ѕвездената енергија. Во 20 век беа создадени детектори на инфрацрвено зрачење што доаѓа од студени ѕвезди, од атмосфери и од површината на планетите. Визуелните набљудувања, како недоволно чувствителна и објективна мерка за осветленоста на ѕвездите, беа заменети прво со фотографската плоча, а потоа со електронски инструменти (види исто така СПЕКТРОСКОПИЈА).
АСТРОНОМИЈА ПО ВТОРАТА СВЕТСКА ВОЈНА
Зајакнување на владината поддршка.По војната, новите технологии кои се раѓаа во армиските лаборатории станаа достапни за научниците: радио и радарска технологија, чувствителни електронски светлосни приемници и компјутери. Владите на индустријализираните земји ја сфатија важноста на научното истражување за националната безбедност и почнаа да издвојуваат значителни средства за научна работа и образование.
Национални опсерватории на САД.Во раните 1950-ти, Националната научна фондација на САД побара од астрономите да поднесат предлози за опсерваторија низ целата земја која ќе биде на најдобра локација и достапна за сите квалификувани научници. До 1960-тите, се појавија две групи на организации: Асоцијација на универзитети за истражување во астрономијата (AURA), која го создаде концептот на Националната оптичка астрономска опсерваторија (NOAO) на врвот од 2100 метри на Кит Пик во близина на Тусон, Аризона. и Здружението на универзитети, кои го развија проектот Национална радио астрономска опсерваторија (NRAO) во долината на Deer Creek, во близина на Грин Банк, Западна Вирџинија.
НАЦИОНАЛНА НАЦИОНАЛНА ОБСЕРВАТОРИЈА НА САД КИТТ ПИК во близина на Тусон (Аризона). Неговите најголеми инструменти го вклучуваат Сончевиот телескоп МекМас (долу), телескопот Мајал од 4 метри (горе десно) и телескопот WIYN од 3,5 метри на Заедничката опсерваторија на Универзитетот Висконсин-Индијана-Јејл и НОАО (лево лево).
До 1990 година, NOAO имаше 15 телескопи на Кит Пик со дијаметар до 4 m. АУРА, исто така, ја создаде Меѓуамериканската опсерваторија во Сиера Тололо (чилеански Анди) на надморска височина од 2200 m, каде што јужното небо се проучува оттогаш. 1967 година. Покрај Грин Бенк, каде што најголемиот радио телескоп (со дијаметар од 43 m) е инсталиран на екваторијална планина, NRAO има и телескоп со бранови од 12 метри на Кит Пик и VLA (Very Large Array) систем од 27 радио телескопи. со дијаметар од 25 m на пустинската рамнина Сан-Августин во близина на Сокоро (Ново Мексико). Националниот радио и јоносферски центар на островот Порторико стана голема американска опсерваторија. Неговиот радио телескоп, со најголемото сферично огледало на светот со дијаметар од 305 m, лежи неподвижен во природна вдлабнатина меѓу планините и се користи за радио и радарска астрономија.
Постојаните вработени во националните опсерватории ја следат услужноста на опремата, развиваат нови инструменти и спроведуваат сопствени истражувачки програми. Сепак, секој научник може да поднесе барање за набљудување и, доколку биде одобрено од Комитетот за координација на истражувањето, да добие време да работи на телескопот. Ова им овозможува на научниците од помалку богатите институции да ја користат најнапредната опрема.
Набљудувања на јужното небо.Голем дел од јужното небо не е видлив од повеќето опсерватории во Европа и САД, иако јужното небо се смета за особено вредно за астрономијата бидејќи го содржи центарот на Млечниот Пат и многу важни галаксии, вклучувајќи ги Магелановите облаци, две мали галаксии. соседна наша. Првите карти на јужното небо биле составени од англискиот астроном Е. Хали, кој работел од 1676 до 1678 година на островот Света Елена и францускиот астроном Н. Лакај, кој работел од 1751 до 1753 година во јужна Африка. Во 1820 година, Британското биро за географска должина ја основало Кралската опсерваторија на Кејп Добра Надеж, првично опремувајќи ја само со телескоп за астрометриски мерења, а потоа со целосен сет на инструменти за различни програми. Во 1869 година, во Мелбурн (Австралија) беше инсталиран рефлектор од 122 cm; Подоцна бил преместен на планината Стромло, каде што по 1905 година почнала да се развива астрофизичка опсерваторија. На крајот на 20 век, кога условите за набљудување на старите опсерватории на северната хемисфера почнаа да се влошуваат поради големата урбанизација, европските земји почнаа активно да градат опсерватории со големи телескопи во Чиле, Австралија, Централна Азија, Канарските Острови и Хаваи.
Опсерватории над Земјата.Астрономите почнаа да користат балони на голема височина како платформи за набљудување уште во 1930-тите и продолжуваат со таквите истражувања до ден-денес. Во 1950-тите, инструментите беа монтирани на авиони на голема височина, кои станаа летечки опсерватории. Екстра-атмосферските набљудувања започнаа во 1946 година, кога американските научници користејќи заробени германски ракети V-2 подигнаа детектори во стратосферата за да го набљудуваат ултравиолетовото зрачење од Сонцето. Првиот вештачки сателит беше лансиран во СССР на 4 октомври 1957 година, а веќе во 1958 година советската станица Луна-3 ја фотографираше далечната страна на Месечината. Потоа почнаа летовите до планетите и се појавија специјализирани астрономски сателити за набљудување на Сонцето и ѕвездите. Во последниве години, неколку астрономски сателити постојано работат во близина на Земјата и други орбити, проучувајќи го небото во сите спектрални опсези.
Работете во опсерваторијата.Во претходните времиња, животот и работата на астрономот целосно зависеле од можностите на неговата опсерваторија, бидејќи комуникациите и патувањето биле бавни и тешки. На почетокот на 20 век. Хејл ја создаде опсерваторијата Маунт Вилсон како центар за сончева и ѕвездена астрофизика, способен да спроведе не само телескопски и спектрални набљудувања, туку и потребните лабораториски истражувања. Тој се обиде да се осигура дека планината Вилсон има сè што е потребно за живот и работа, исто како што тоа го правеше Тихо на островот Вен. До денес, некои големи опсерватории на планинските врвови се затворени заедници на научници и инженери, кои живеат во студентски домови и работат ноќе според нивните програми. Но, постепено овој стил се менува. Во потрага по најповолни места за набљудување, опсерваториите се наоѓаат во оддалечени области каде што е тешко да се живее трајно. Научниците кои го посетуваат престојуваат во опсерваторијата од неколку дена до неколку месеци за да направат конкретни набљудувања. Способностите на модерната електроника овозможуваат далечинско набљудување без воопшто да се посети опсерваторијата или да се изградат целосно автоматски телескопи на тешко достапни места кои самостојно работат според предвидената програма. Набљудувањата со помош на вселенски телескопи имаат одредена специфичност. На почетокот, многу астрономи, навикнати да работат независно со инструментот, се чувствуваа непријатно во границите на вселенската астрономија, одвоени од телескопот не само со вселената, туку и од многу инженери и сложени инструкции. Меѓутоа, во 1980-тите, многу копнени опсерватории ја преместиле контролата на телескопот од едноставни конзоли лоцирани директно на телескопот во посебна просторија исполнета со компјутери и понекогаш сместена во посебна зграда. Наместо да го насочи главниот телескоп кон објект со гледање низ мал пронаоѓач поставен на него и притискање на копчињата на мал рачен далечински управувач, астрономот сега седи пред екранот на водичот на ТВ и манипулира со џојстик. Честопати, астрономот едноставно испраќа детална програма на набљудувања до опсерваторијата преку Интернет и, кога тие ќе бидат извршени, ги добива резултатите директно во неговиот компјутер. Затоа, стилот на работа со копнени и вселенски телескопи станува сè посличен.
СОВРЕМЕНИ КОПЈЕНИ ОБСЕРВАТОРИИ
Оптички опсерватории.Локацијата за изградба на оптичка опсерваторија обично се избира подалеку од градовите со нивното светло ноќно осветлување и смог. Ова е обично врвот на планината, каде што има потенок слој на атмосфера преку кој мора да се вршат набљудувања. Пожелно е воздухот да е сув и чист, а ветерот да не е особено силен. Идеално, опсерваториите треба да бидат рамномерно распоредени низ површината на Земјата, така што објектите на северното и јужното небо може да се набљудуваат во секое време. Сепак, историски, повеќето опсерватории се наоѓаат во Европа и Северна Америка, така што небото на северната хемисфера е подобро проучено. Во последните децении, на јужната хемисфера и во близина на екваторот почнаа да се градат големи опсерватории, од каде што може да се набљудува и северното и јужното небо. Античкиот вулкан Мауна Кеа на островот. Со надморска височина од повеќе од 4 километри, Хаваи се смета за најдобро место во светот за астрономски набљудувања. Во 1990-тите, таму се населиле десетици телескопи од различни земји.
Кула.Телескопите се многу чувствителни инструменти. За да се заштитат од лоши временски услови и температурни промени, тие се сместени во посебни згради - астрономски кули. Малите кули се со правоаголна форма со рамен покрив што се повлекува. Кулите на големите телескопи обично се заоблени со хемисферична ротирачка купола, во која се отвора тесен процеп за набљудување. Оваа купола добро го штити телескопот од ветрот за време на работата. Ова е важно бидејќи ветерот го тресе телескопот и предизвикува тресење на сликата. Вибрациите на почвата и зградата на кулата исто така негативно влијаат на квалитетот на сликите. Затоа, телескопот е поставен на посебна основа, која не е поврзана со основата на кулата. Систем за вентилација за куполниот простор и инсталација за вакуумско таложење на рефлектирачки алуминиумски слој на огледалото на телескопот, кој со текот на времето избледува, се инсталирани во внатрешноста на кулата или во негова близина.
Монтирање.За да се насочи кон ѕвезда, телескопот мора да ротира околу една или две оски. Првиот тип вклучува меридијански круг и инструмент за премин - мали телескопи кои ротираат околу хоризонтална оска во рамнината на небесниот меридијан. Движејќи се од исток кон запад, секој светилник ја преминува оваа рамнина двапати на ден. Со помош на инструмент за премин се одредуваат моментите на минување на ѕвездите низ меридијанот и на тој начин се разјаснува брзината на ротација на Земјата; ова е неопходно за точна временска услуга. Кругот на меридијанот ви овозможува да ги измерите не само моментите, туку и местото каде што ѕвездата го пресекува меридијанот; ова е неопходно за да се создадат точни мапи на ѕвезди. Во современите телескопи, директното визуелно набљудување практично не се користи. Тие главно се користат за фотографирање на небесни објекти или за откривање на нивната светлина со електронски детектори; во овој случај, изложеноста понекогаш достигнува неколку часа. Сето ова време, телескопот мора да биде прецизно насочен кон објектот. Затоа, со помош на механизам за часовник, тој ротира со константна брзина околу оската на час (паралелно со оската на ротација на Земјата) од исток кон запад по ѕвездата, со што се компензира ротацијата на Земјата од запад кон исток. Втората оска, нормална на оската на часовникот, се нарекува оска на деклинација; служи за насочување на телескопот во правец север-југ. Овој дизајн се нарекува екваторијална монтажа и се користи за речиси сите телескопи, со исклучок на најголемиот, за кој алт-азимутската монтажа се покажа како покомпактна и поевтина. На него, телескопот ја следи ѕвездата, вртејќи се истовремено со променлива брзина околу две оски - вертикална и хоризонтална. Ова значително ја отежнува работата на механизмот на часовникот, барајќи компјутерска контрола.
Рефракторски телескопима леќа за леќи. Бидејќи зраците од различни бои различно се прекршуваат во стаклото, леќата на леќите е дизајнирана така што дава остра слика во фокус во зраци со една боја. Постарите рефрактори беа дизајнирани за визуелно набљудување и затоа произведуваа јасни слики во жолта светлина. Со доаѓањето на фотографијата, почнаа да се градат фотографски телескопи - астрографи, кои даваат јасна слика во сини зраци, на кои фотографската емулзија е чувствителна. Подоцна, се појавија емулзии кои беа чувствителни на жолта, црвена, па дури и инфрацрвена светлина. Тие можат да се користат за фотографирање со визуелни рефрактори. Големината на сликата зависи од фокусната должина на објективот. Yerkes рефракторот од 102 cm има фокусна должина од 19 m, така што дијаметарот на лунарниот диск во неговиот фокус е околу 17 cm Големината на фотографските плочи на овој телескоп е 20-25 cm; На нив лесно се вклопува полната месечина. Астрономите користат стаклени фотографски плочи поради нивната висока цврстина: дури и по 100 години складирање, тие не се деформираат и дозволуваат релативната положба на ѕвездените слики да се мери со точност од 3 микрони, што за големите рефрактори како Јеркс одговара на лак од 0,03 “на небото.
Рефлектирачки телескопИма конкавно огледало како леќа. Неговата предност во однос на рефракторот е тоа што зраците од која било боја се рефлектираат подеднакво од огледалото, обезбедувајќи јасна слика. Дополнително, огледалната леќа може да се направи многу поголема од леќата, бидејќи стакленото празно за огледалото може да не е проѕирно внатре; Може да се заштити од деформација под сопствената тежина со ставање во посебна рамка што го поддржува огледалото одоздола. Колку е поголем дијаметарот на леќата, толку повеќе светлина собира телескопот и толку послаби и подалечни објекти може да ги „види“. За многу години, најголеми во светот беа шестиот рефлектор на БТА (Русија) и 5-тиот рефлектор на опсерваторијата Паломар (САД). Но, сега во опсерваторијата Мауна Кеа на островот Хаваи има два телескопа со композитни огледала од 10 метри и се градат неколку телескопи со монолитни огледала со дијаметар од 8-9 m. Табела 1.
НАЈГОЛЕМИТЕ ТЕЛЕСКОПИ ВО СВЕТОТ
___
__Дијаметар ______Обсерваторија ______Место и година на објектот (м) ________________изградба/демонтирање
РЕФЛЕКТОРИ
10,0 Мауна Кеа Хаваи (САД) 1996 година 10,0 Мауна Кеа Хаваи (САД) 1993 година 9,2 Мекдоналд Тексас (САД) 1997 година 8,3 Национална Јапонија Хаваи (САД) 1999 година 8,2 Европска Јужна Сиера -Паранал 2998 Европска планина. 1999 8.2 Европска јужна планина Сиера Паранал (Чиле) 2000 8.1 Близнаци Северен Хаваи (САД) 1999 6.5 Универзитет во Аризона Маунт Хопкинс (Аризона) 1999 6.0 Специјална астрофизичка академија на науките на Русија ул. Зеленчускаја (Русија) 1976 5.0 Паломар Монт Паломар (Калифорнија) 1949 1.8*6=4.5 Универзитет во Аризона Маунт Хопкинс (Аризона) 1979/1998 4.2 Рока де лос Мучахос Канарски Острови (ИнтерКирилееро10014) 5 3,9 англо-австралиска обвивка пролет (Австралија) 1975 година 3,8 Кит Пик Национален Тусон (Аризона) 1974 година 3,8 Мауна Кеа (ИР) Хаваи (САД) 1979 година 3,6 европски јужен Ла Сила (Чиле) 1976 година (САД) 3.9 Mai Лос Мучачос Канарски Острови (Шпанија) 1989 година 3,5 Меѓууниверзитетски врв Сакраменто (парчиња Ново Мексико) 1991 година 3,5 германско-шпанско Калар Алто (Шпанија) 1983 година
РЕФРАКТОРИ
1,02 Јеркс Вилијамс Беј (Висконсин) 1897 0,91 Лик Маунт Хамилтон (Калифорнија) 1888 0,83 Париз Меудон (Франција) 1893 0,81 Потсдам Потсдам (Германија) 1899 0,76 Француски јужен Ницајенсбург (Франција) 1917 0,76 Пулково Санкт Петербург 1885/1941 година
ШМИДТ КОМОРИ*
1,3-2,0 К. Чиле 1972 година
СОЛАРНИ
1,60 Кит Пик Национален Тусон (Аризона) 1962 година 1,50 Врв Сакраменто (Б)* Сончева дамка (Ново Мексико) 1969 година 1,00 Астрофизички Крим (Украина) 1975 година 0,90 Кит Пик (2 дополнителни)* Тусон (1906) (Аризона) 1975 0,70 Институт за соларна физика на Германија о. Тенерифе (Шпанија) 1988 0,66 Митака Токио (Јапонија) 1920 0,64 Кембриџ Кембриџ (Англија) 1820 г.
Забелешка:За камерите на Шмит, означен е дијаметарот на корекционата плоча и огледалото; за соларни телескопи: (Б) - вакуум; 2 дополнителни - два дополнителни телескопи во заедничко куќиште со телескоп од 1,6 метри.
Камери со рефлексни леќи.Недостаток на рефлекторите е тоа што тие обезбедуваат јасна слика само во близина на центарот на видното поле. Ова не се меша ако се проучува еден објект. Но, патролната работа, на пример, потрагата по нови астероиди или комети, бара фотографирање на големи области на небото одеднаш. Обичен рефлектор не е погоден за ова. Германскиот оптичар Б. Камерата Шмит на опсерваторијата Паломар добива слика од небесниот регион 6-6° на фотографска плоча од 35-35 см. Друг дизајн на камера со широк агол беше создаден од Д.Д. Максутов во 1941 година во Русија. Поедноставно е од камерата Шмит, бидејќи улогата на корекционата плоча во неа ја игра едноставна густа леќа - менискусот.
Работење на оптички опсерватории.Сега има повеќе од 100 големи опсерватории кои работат во повеќе од 30 земји ширум светот. Вообичаено, секој од нив, самостојно или во соработка со други, спроведува неколку повеќегодишни програми за набљудување. Астрометриски мерења.Големите национални опсерватории - американската поморска опсерваторија, Кралската Гринич во ОК (затворена во 1998 година), Пулково во Русија итн. - редовно ги мерат позициите на ѕвездите и планетите на небото. Ова е многу деликатна работа; Во него се постигнува највисока „астрономска“ точност на мерењата, врз основа на кои се создаваат каталози за положбата и движењето на светилките, неопходни за копнена и вселенска навигација, за одредување на просторната положба на ѕвездите, за разјаснување на закони за планетарно движење. На пример, со мерење на координатите на ѕвездите со интервал од шест месеци, можете да забележите дека некои од нив доживуваат флуктуации поврзани со движењето на Земјата во орбитата (ефект на паралакса). Растојанието до ѕвездите се одредува според големината на ова поместување: колку е помало поместувањето, толку е поголемо растојанието. Од Земјата, астрономите можат да измерат поместување од 0,01" (дебелина на кибрит оддалечен 40 km!), што одговара на растојание од 100 парсеци.
Метеорска патрола.Повеќекратните широкоаголни камери, широко распоредени, континуирано го фотографираат ноќното небо за да ги одредат траекториите на метеорите и можните локации на удар на метеорит. За прв пат, овие набљудувања од две станици започнаа во опсерваторијата Харвард (САД) во 1936 година и, под водство на Ф. Випл, беа редовно извршени до 1951 година. Во 1951-1977 година, истата работа беше извршена на Опсерваторија Ондрејов (Чешка). Од 1938 година во СССР, фотографските набљудувања на метеори беа извршени во Душанбе и Одеса. Набљудувањата на метеорите овозможуваат да се проучи не само составот на зрната космичка прашина, туку и структурата на земјината атмосфера на надморска височина од 50-100 km, до кои е тешко да се стигне со директно звучење. Метеорската патрола го доби својот најголем развој во форма на три „мрежи на огнени топки“ - во САД, Канада и Европа. На пример, прериската мрежа на опсерваторијата Смитсонијан (САД) користела автоматски камери од 2,5 сантиметри на 16 станици лоцирани на растојание од 260 километри околу Линколн (Небраска) за фотографирање на светли метеори - огнени топки. Од 1963 година се разви чешката мрежа за огнени топки, која подоцна се претвори во европска мрежа од 43 станици на териториите на Чешка, Словачка, Германија, Белгија, Холандија, Австрија и Швајцарија. Денес ова е единствената оперативна мрежа на огнени топки. Неговите станици се опремени со камери со рибни очи кои ви овозможуваат да ја фотографирате целата хемисфера на небото одеднаш. Со помош на мрежи за огнени топки, неколку пати беше можно да се пронајдат метеорити кои паднале на земја и да се врати нивната орбита пред да се судрат со Земјата.
Набљудувања на Сонцето.Многу опсерватории редовно го фотографираат Сонцето. Бројот на темни дамки на неговата површина служи како показател за активност, која периодично се зголемува во просек на секои 11 години, што доведува до нарушување на радио комуникацијата, засилување на поларните светлина и други промени во атмосферата на Земјата. Најважниот инструмент за проучување на Сонцето е спектрографот. Со поминување на сончевата светлина низ тесен процеп во фокусот на телескопот и потоа разложување на спектар со помош на призма или дифракциона решетка, може да се одреди хемискиот состав на сончевата атмосфера, брзината на движење на гасот во неа, неговата температура и магнетното Поле. Со помош на спектрохелиограф, можете да фотографирате Сонцето во линијата на емисија на еден елемент, на пример, водород или калциум. Тие јасно покажуваат истакнати - огромни облаци од гас што се издигнуваат над површината на Сонцето. Од голем интерес е врелиот, редок регион на сончевата атмосфера - короната, која обично е видлива само при целосно затемнување на Сонцето. Меѓутоа, во некои опсерватории на голема надморска височина, создадени се специјални телескопи - коронаграфи без затемнување, во кои мала бленда („вештачка месечина“) го покрива светлиот диск на Сонцето, овозможувајќи нејзината корона да се набљудува во секое време. Ваквите набљудувања се вршат на островот Капри (Италија), во опсерваторијата Сакраменто Пик (Ново Мексико, САД), Пик ду Миди (француски Пиринеи) и други.
Набљудувања на Месечината и планетите.Површината на планетите, сателитите, астероидите и кометите се проучува со помош на спектрографи и полариметри, одредувајќи го хемискиот состав на атмосферата и карактеристиките на цврстата површина. Опсерваторијата Ловел (Аризона), Меудон и Пик ду Миди (Франција) и Кримската опсерваторија (Украина) се многу активни во овие набљудувања. Иако во последниве години беа добиени многу извонредни резултати со користење на вселенски летала, набљудувањата на земјата не ја изгубија својата важност и секоја година носат нови откритија.
Набљудувања на ѕвезди. Со мерење на интензитетот на линиите во спектарот на ѕвездата, астрономите го одредуваат изобилството на хемиски елементи и температурата на гасот во неговата атмосфера. Врз основа на положбата на линиите, брзината на движење на ѕвездата како целина се одредува врз основа на Доплеровиот ефект, а обликот на линискиот профил ја одредува брзината на протокот на гас во атмосферата на ѕвездата и брзината на нејзината ротација околу неговата оска. Често во спектрите на ѕвездите се видливи линии на ретка меѓуѕвездена материја лоцирани помеѓу ѕвездата и земниот набљудувач. Со систематско набљудување на спектарот на една ѕвезда, може да се проучат вибрациите на нејзината површина, да се утврди присуството на сателити и текови на материјата, кои понекогаш течат од една до друга ѕвезда. Со помош на спектрограф поставен во фокусот на телескопот, може да се добие детален спектар од само една ѕвезда во текот на десетици минути експозиција. За да се проучат спектрите на ѕвездите во голем обем, се поставува голема призма пред објективот на широкоаголната камера (Шмит или Максутов). Во овој случај, на фотографска плоча се добива дел од небото, каде што секоја слика на ѕвезда е претставена со нејзиниот спектар, чиј квалитет е низок, но доволен за масовно проучување на ѕвездите. Ваквите набљудувања се спроведуваат многу години на Опсерваторијата на Универзитетот во Мичиген (САД) и во опсерваторијата Абастумани (Грузија). Неодамна се создадени спектрографи со оптички влакна: светлосни водичи се поставени во фокусот на телескопот; секој од нив е поставен со едниот крај на сликата на ѕвездата, а другиот на процепот на спектрографот. Така, во една експозиција можете да добиете детални спектри на стотици ѕвезди. Со поминување на светлината на ѕвездата низ различни филтри и мерење на нејзината осветленост, може да се одреди бојата на ѕвездата, што ја означува температурата на нејзината површина (колку е посина, толку е потопла) и количеството меѓуѕвездена прашина што лежи помеѓу ѕвездата и набљудувачот (на повеќе прашина, толку е поцрвена ѕвездата). Многу ѕвезди периодично или хаотично ја менуваат својата светлина - тие се нарекуваат променливи. Промените во осветленоста поврзани со флуктуациите на површината на ѕвездата или со меѓусебните затемнувања на компонентите на бинарните системи откриваат многу за внатрешната структура на ѕвездите. Кога се проучуваат променливите ѕвезди, важно е да има долги и густи серии на набљудувања. Затоа, астрономите често вклучуваат аматери во оваа работа: дури и визуелните проценки на осветленоста на ѕвездите преку двоглед или мал телескоп имаат научна вредност. Астрономските ентузијасти често формираат клубови за заеднички набљудувања. Покрај проучувањето на променливите ѕвезди, тие често откриваат комети и изливи на нови, кои исто така даваат значаен придонес во астрономијата. Бледите ѕвезди се проучуваат само со помош на големи телескопи со фотометри. На пример, телескоп со дијаметар од 1 m собира 25.000 пати повеќе светлина од зеницата на човечкото око. Употребата на фотографска плоча за долга експозиција ја зголемува чувствителноста на системот за уште илјада пати. Современите фотометри со електронски приемници на светлина, како што се фотомултипликатор, електронско-оптички конвертор или полупроводничка CCD матрица, се десетици пати почувствителни од фотографските плочи и овозможуваат директно снимање на резултатите од мерењето во компјутерската меморија.
Набљудување на слаби предмети.Набљудувањата на далечните ѕвезди и галаксии се вршат со помош на најголемите телескопи со дијаметар од 4 до 10 m. Водечката улога во ова им припаѓа на Мауна Кеа (Хаваи), Паломар (Калифорнија), Ла Сила и Сиера Тололо (Чиле). Специјални астрофизички опсерватории (Русија) ). За големи студии на бледи објекти, големите Шмит-камери се користат во опсерваториите на Тонантзинтла (Мексико), планината Стромло (Австралија), Блумфонтејн (Јужна Африка) и Бјуракан (Ерменија). Овие набљудувања ни овозможуваат најдлабоко да навлеземе во Универзумот и да ја проучуваме неговата структура и потекло.
Програми за партиципативно набљудување.Многу програми за набљудување се спроведуваат заеднички од неколку опсерватории, чија интеракција е поддржана од Меѓународната астрономска унија (ИАУ). Обединува околу 8 илјади астрономи од целиот свет, има 50 комисии во различни области на науката, собира големи собранија на секои три години и годишно организира неколку големи симпозиуми и колоквиуми. Секоја комисија на IAU ги координира набљудувањата на објекти од одредена класа: планети, комети, променливи ѕвезди итн. IAU ја координира работата на многу опсерватории за да состави мапи на ѕвезди, атласи и каталози. Астрофизичката опсерваторија Смитсонијан (САД) има Централно биро за астрономски телеграми, кое брзо ги известува сите астрономи за неочекувани настани - изливи на нови и супернови, откривање на нови комети итн.
РАДИО ОБСЕРВАТОРИИ
Развојот на радио комуникациската технологија во 1930-1940-тите овозможи да се започне со радио набљудување на космичките тела. Овој нов „прозорец“ кон универзумот донесе многу неверојатни откритија. Од целиот спектар на електромагнетно зрачење, само оптички и радио бранови минуваат низ атмосферата до површината на Земјата. Во исто време, „радио прозорецот“ е многу поширок од оптичкиот: се протега од бранови со милиметарска должина до десетици метри. Покрај објектите познати во оптичката астрономија - Сонцето, планетите и жешките маглини - претходно непознатите објекти се покажаа како извори на радио бранови: ладни облаци од меѓуѕвезден гас, галактички јадра и ѕвезди кои експлодираа.
Видови радио телескопи.Радио емисијата од вселенските објекти е многу слаба. За да се забележи на позадината на природните и вештачките пречки, потребни се тесно насочени антени кои го примаат сигналот само од една точка на небото. Постојат два вида на такви антени. За зрачење со кратки бранови, тие се направени од метал во форма на конкавно параболично огледало (како оптички телескоп), кое го концентрира зрачењето кое доаѓа на него во фокус. Таквите рефлектори со дијаметар до 100 m се целосно ротирачки и се способни да гледаат во кој било дел од небото (како оптички телескоп). Поголемите антени се направени во форма на параболичен цилиндар, способен да ротира само во меридијанската рамнина (како оптички меридијански круг). Ротацијата околу втората оска обезбедува ротација на Земјата. Најголемите параболоиди се направени неподвижни користејќи природни вдлабнатини во земјата. Тие можат да набљудуваат само ограничена област на небото. Табела 2.
НАЈГОЛЕМ РАДИО ТЕЛЕСКОП
________________________________________________
Најголема __ Опсерваторија _____Место и година _големина _____________________изградба/демонтирање
антени (м)
________________________________________________
1000 1 Физички институт Лебедев, РАС Серпухов (Русија) 1963 600 1 Специјална астрофизичка академија на науките на Русија Северен Кавказ (Русија) 1975 305 2 Јоносферски Аресибо Аресибо (Порторико) 1963 305 1 Meudon Meudon (Франција) 1964 183 University of Illinois Danville (IL) 1962 122 University of California Hat Creek (CA) 1960 110 1 Универзитетот во Охајо Делавер (Охајо) 1962 година 107 Станфорд Радио лабораторија Стенфорд (Калифорнија) 1959 година 100 Институт. Макс Планк Бон (Германија) 1971 76 Jodrell Bank Macclesfield (Англија) 1957 ________________________________________________
Белешки:
1 антена со непополнета бленда;
2 фиксна антена. ________________________________________________
Антените за зрачење со долги бранови се собрани од голем број едноставни метални диполи, поставени на површина од неколку квадратни километри и меѓусебно поврзани така што сигналите што ги добиваат се зајакнуваат едни со други само ако доаѓаат од одредена насока. Колку е поголема антената, толку е потесна областа на небото што ја истражува, давајќи појасна слика за објектот. Пример за таков инструмент е UTR-2 (украински радио телескоп во форма на Т) на Харковскиот институт за радиофизика и електроника на Академијата на науките на Украина. Должината на неговите два крака е 1860 и 900 m; тоа е најнапредниот инструмент во светот за проучување на декаметарското зрачење во опсег од 12-30 m Принципот на комбинирање на неколку антени во систем се користи и за параболични радио телескопи: со комбинирање на сигнали добиени од еден објект од неколку антени, тие добиваат, како да е, еден сигнал од една џиновска антена со еквивалентна големина. Ова значително го подобрува квалитетот на примените радио слики. Таквите системи се нарекуваат радио интерферометри, бидејќи сигналите од различни антени, кога се додаваат, се мешаат едни со други. Сликите од радио интерферометри не се полоши по квалитет од оптичките: најмалите детали се со големина од околу 1" и ако комбинирате сигнали од антени лоцирани на различни континенти, големината на најмалите детали на сликата на објектот може да се намали Илјадници пати. Сигналот собран од антената се открива и засилува со посебен приемник - радиометар, кој обично се прилагодува на една фиксна фреквенција или го менува подесувањето во тесен фреквентен опсег. За да се намали сопствената бучава, радиометрите често се ладат на многу ниска температура Засилениот сигнал се снима на магнетофон или во компјутер Моќта на примениот сигнал обично се изразува во смисла на „температура на антената“, како на местото на антената да има апсолутно црно тело од дадена температура, емитувајќи иста моќ.Со мерење на моќноста на сигналот на различни фреквенции, се конструира радио спектар, чија форма ни овозможува да судиме за механизмот на зрачење и физичката природа на објектот.Може да се вршат радио астрономски набљудувања во текот на ноќта и во текот на денот, ако пречки од индустриски капацитети не се мешаат: искри електрични мотори, емитување радио станици, радари. Поради оваа причина, радио опсерваториите обично се наоѓаат далеку од градовите. Радиоастрономите немаат посебни барања за квалитетот на атмосферата, но при набљудување на бранови пократки од 3 см, атмосферата станува пречки, па затоа претпочитаат да инсталираат антени со кратки бранови високо во планините. Некои радио телескопи се користат како радари, испраќајќи моќен сигнал и примајќи импулс што се рефлектира од некој објект. Ова ви овозможува прецизно да го одредите растојанието до планетите и астероидите, да ја измерите нивната брзина, па дури и да изградите карта на површината. Така се добиени мапи на површината на Венера, која не е видлива во оптиката преку нејзината густа атмосфера.
исто така види
РАДИО АСТРОНОМИЈА;
РАДАРСКА АСТРОНОМИЈА.
Набљудувања на радио астрономијата.Во зависност од параметрите на антената и достапната опрема, секоја радио опсерваторија е специјализирана за одредена класа на објекти за набљудување. Сонцето, поради неговата близина до Земјата, е моќен извор на радио бранови. Радио емисијата што доаѓа од нејзината атмосфера постојано се снима - ова овозможува да се предвиди сончевата активност. Активни процеси се случуваат во магнетосферата на Јупитер и Сатурн, радио пулсирања од кои редовно се набљудуваат во опсерваториите на Флорида, Сантијаго и Универзитетот Јеил. За планетарен радар се користат најголемите антени во Англија, САД и Русија. Извонредно откритие беше емисијата на меѓуѕвездениот водород откриен во опсерваторијата Лајден (Холандија) на бранова должина од 21 cm.Потоа, десетици други атоми и сложени молекули, вклучувајќи ги и органските, беа пронајдени долж радио линиите во меѓуѕвездената средина. Молекулите емитираат особено интензивно на милиметарски бранови, за што се создаваат специјални параболични антени со површина со висока прецизност. Прво во радио опсерваторијата Кембриџ (Англија), а потоа и во други од раните 1950-ти, беа спроведени систематски истражувања на целото небо за да се идентификуваат радио извори. Некои од нив се совпаѓаат со познати оптички објекти, но многу од нив немаат аналози во другите опсези на зрачење и, очигледно, се многу далечни објекти. Во раните 1960-ти, по откривањето на слаби објекти во форма на ѕвезда кои одговараат на радио извори, астрономите открија квазари - многу далечни галаксии со неверојатно активни јадра. Од време на време, некои радио телескопи прават обиди да бараат сигнали од вонземски цивилизации. Првиот проект од ваков вид беше проектот на американската Национална радио астрономска опсерваторија во 1960 година за пребарување на сигнали од планетите на блиските ѕвезди. Како и сите последователни пребарувања, донесе негативен резултат.
ЕКСТРА-АТМОСФЕРСКА АСТРОНОМИЈА
Бидејќи атмосферата на Земјата не дозволува Х-зраци, инфрацрвени, ултравиолетови и некои видови радио зрачење да стигнат до површината на планетата, инструментите за нивно проучување се инсталирани на вештачки Земјини сателити, вселенски станици или меѓупланетарни возила. Овие уреди бараат мала тежина и голема сигурност. Обично специјализирани астрономски сателити се лансираат за набљудување во одреден опсег од спектарот. Дури и оптичките набљудувања се претпочитаат да се вршат надвор од атмосферата, што значително ги искривува сликите на предметите. За жал, вселенската технологија е многу скапа, па екстра-атмосферските опсерватории создаваат или од најбогатите земји, или од неколку земји во соработка меѓу себе. Првично, одредени групи на научници беа вклучени во развојот на инструменти за астрономски сателити и анализа на добиените податоци. Но, како што се зголемуваше продуктивноста на вселенските телескопи, се разви систем на соработка, сличен на оној усвоен во националните опсерватории. На пример, вселенскиот телескоп Хабл (САД) е достапен за секој астроном во светот: апликациите за набљудувања се прифаќаат и оценуваат, најдостојните од нив се извршуваат и резултатите се пренесуваат на научникот за анализа. Оваа активност е организирана од Научниот институт за вселенски телескоп.
Речник на странски зборови на рускиот јазик - ОБСЕРВАТОРИЈА, и, жени. Научна институција опремена за астрономски, метеоролошки, геофизички набљудувања. Зградата на опсерваторијата. | adj. опсерваторија, ох, ох. Објаснувачкиот речник на Ожегов. С.И. Ожегов, Н.Ју. Шведова. 1949 1992 … Категорија: Математика и природни науки Серија: Издавач: YOYO Media,
Во 1888 година, астрономот Сајмон Њукомб славно рекол дека „веројатно се приближуваме до границата на сè што може да се знае за астрономијата“. Ова беше кажано непосредно пред откривањето на поединечни галаксии, формирањето на Ајнштајновата општа и специјална теорија на релативноста, во ера кога се веруваше дека хипотетичката супстанција наречена етер продира во космосот.
Њукоб веројатно не би ја препознал модерната астрономија. Денес, опсерваториите го опфаќаат електромагнетниот спектар и ги откриваат неверојатните тајни на Универзумот, а малку современи астрономи денес гледаат во окулар. Оваа статија ќе фрли краток преглед на некои од најуникатните копнени опсерватории кои работат денес и кои го прошируваат нашето разбирање за универзумот.
4 телескопи на опсерваторијата VERITAS
ВЕРИТАС: Со седиште во опсерваторијата Фред Лоренс Випл во јужна Аризона. Главната цел на опсерваторијата е да ги набљудува високоенергетските гама зраци. VERITAS е низа од четири рефлектори од 12 метри, од кои секој се состои од 350 огледала. Опсерваторијата ВЕРИТАС работи од 2007 година. Во тоа време, се користел за проучување на активните галактички јадра, изливите на гама-зраци и пулсарот во маглината Рак.
Еден од детекторите на коцка мраз
Коцка мраз: Опсерваторија на неутрино со седиште во станицата Амундсен-Скот на Антарктикот. Оваа опсерваторија се користи за откривање на таканаречените миони, кои продираат низ планетата веднаш и излегуваат од подземјето. За откривање на овие честички, се користат илјадници специјални цевки за фотомултипликатор, сместени на длабочина до 2,5 километри под мразот на Антарктикот. Денес, коцката мраз е најголемата опсерваторија на неутрино во светот.
Телескопи со течни огледала (телескопи направени од течни огледала): Еден од најчудните оптички дизајни во светот на астрономијата. Телескопот користи голема ротирачка чинија од жива која формира параболично огледало. Овој дизајн е рентабилен, но има голем недостаток. Таквиот телескоп може да го набљудува само делот од небото кој се наоѓа директно над телескопот. Најголемиот таков телескоп е 6-метарскиот Голем Зенит, кој се наоѓа на Универзитетот во Британска Колумбија.
Кредит: Гери Вајт/LIGO
LIGO: Ласерска интерферометриска гравитациона-бранова опсерваторија. Оваа опсерваторија ги проучува гравитационите бранови предизвикани од спојувањето на пулсарите и црните дупки. LIGO се состои од две опсерватории: Ливингстон и Ханфорд. Секој детектор се состои од пар системи во облик на L од 4 километри, од кои секој содржи резонатори Fabry-Pero. До денес, LIGO не детектира гравитациски бранови, но откривањето на овие бранови треба да се случи во иднина, што ќе повлече појава на нови полиња на астрономијата.
Кредит: Сликата е обезбедена од theNRAO/AUI/NSF
Антена VLBA
Многу долга основна низа: Низа од 10 радио телескопи кои обезбедуваат резолуција со големина на континент. Всушност, тоа е најголемиот интерферометар во светот. VLBA се користи, на пример, за ултрапрецизно мерење на позициите и правилните движења на ѕвездите и галаксиите.
LOFAR: Се наоѓа во Холандија, интерферометар со ниска фреквенција кој се состои од 25.000 антени со ефективна површина од 300 илјади квадратни метри. Ова го прави LOFAR еден од најголемите радио телескопи што постојат. Клучните проекти кои користат LOFAR вклучуваат екстрагалактички истражувања, студии на космичките зраци и вселенски временски студии.
Голем дел од јужното небо не е видлив од повеќето опсерватории во Европа и САД, иако јужното небо се смета за особено вредно за астрономијата бидејќи го содржи центарот на Млечниот Пат и многу важни галаксии, вклучувајќи ги Магелановите облаци, две мали галаксии. соседна наша.Првите карти на јужното небо биле составени од англискиот астроном Е. Хали, кој работел од 1676 до 1678 година на островот Света Елена и францускиот астроном Н. Лакај, кој работел од 1751 до 1753 година во јужна Африка. Во 1820 година, Британското биро за географска должина ја основало Кралската опсерваторија на Кејп Добра Надеж, првично опремувајќи ја само со телескоп за астрометриски мерења, а потоа со целосен сет на инструменти за различни програми. Во 1869 година, во Мелбурн (Австралија) беше инсталиран рефлектор од 122 cm; Подоцна бил преместен на планината Стромло, каде што по 1905 година почнала да се развива астрофизичка опсерваторија. На крајот на 20 век, кога условите за набљудување на старите опсерватории на северната хемисфера почнаа да се влошуваат поради големата урбанизација, европските земји почнаа активно да градат опсерватории со големи телескопи во Чиле, Австралија, Централна Азија, Канарските Острови и Хаваи.
Опсерватории над Земјата. Астрономите почнаа да користат балони на голема височина како платформи за набљудување уште во 1930-тите и продолжуваат со таквите истражувања до ден-денес. Во 1950-тите, инструментите беа монтирани на авиони на голема височина, кои станаа летечки опсерватории. Екстра-атмосферските набљудувања започнаа во 1946 година, кога американските научници користејќи заробени германски ракети V-2 подигнаа детектори во стратосферата за да го набљудуваат ултравиолетовото зрачење од Сонцето. Првиот вештачки сателит беше лансиран во СССР на 4 октомври 1957 година, а веќе во 1958 година советската станица Луна-3 ја фотографираше далечната страна на Месечината. Потоа почнаа летовите до планетите и се појавија специјализирани астрономски сателити за набљудување на Сонцето и ѕвездите. Во последниве години, неколку астрономски сателити постојано работат во близина на Земјата и други орбити, проучувајќи го небото во сите спектрални опсези.Работете во опсерваторијата. Во претходните времиња, животот и работата на астрономот целосно зависеле од можностите на неговата опсерваторија, бидејќи комуникациите и патувањето биле бавни и тешки. На почетокот на 20 век. Хејл ја создаде опсерваторијата Маунт Вилсон како центар за сончева и ѕвездена астрофизика, способен да спроведе не само телескопски и спектрални набљудувања, туку и потребните лабораториски истражувања. Тој се обиде да се осигура дека планината Вилсон има сè што е потребно за живот и работа, исто како што тоа го правеше Тихо на островот Вен. До денес, некои големи опсерватории на планинските врвови се затворени заедници на научници и инженери, кои живеат во студентски домови и работат ноќе според нивните програми.Но, постепено овој стил се менува. Во потрага по најповолни места за набљудување, опсерваториите се наоѓаат во оддалечени области каде што е тешко да се живее трајно. Научниците кои го посетуваат престојуваат во опсерваторијата од неколку дена до неколку месеци за да направат конкретни набљудувања. Способностите на модерната електроника овозможуваат далечинско набљудување без воопшто да се посети опсерваторијата или да се изградат целосно автоматски телескопи на тешко достапни места кои самостојно работат според предвидената програма.
Набљудувањата со помош на вселенски телескопи имаат одредена специфичност. На почетокот, многу астрономи, навикнати да работат независно со инструментот, се чувствуваа непријатно во границите на вселенската астрономија, одвоени од телескопот не само со вселената, туку и од многу инженери и сложени инструкции. Меѓутоа, во 1980-тите, многу копнени опсерватории ја преместиле контролата на телескопот од едноставни конзоли лоцирани директно на телескопот во посебна просторија исполнета со компјутери и понекогаш сместена во посебна зграда. Наместо да го насочи главниот телескоп кон објект со гледање низ мал пронаоѓач поставен на него и притискање на копчињата на мал рачен далечински управувач, астрономот сега седи пред екранот на водичот на ТВ и манипулира со џојстик. Честопати, астрономот едноставно испраќа детална програма на набљудувања до опсерваторијата преку Интернет и, кога тие ќе бидат извршени, ги добива резултатите директно во неговиот компјутер. Затоа, стилот на работа со копнени и вселенски телескопи станува сè посличен.
Начини за проучување на вселената
Телескопи од минатото до денес
Желбата да се навлезе што е можно подалеку во длабочините на Универзумот и да се видат што е можно повеќе нови објекти послужи како поттик за создавање помоќни инструменти за набљудување. Со појавата на телескопите, се појавија првите сериозни проблеми. Факт е дека вистинскиот оптички систем е способен да „конструира“ слика на точка само во форма на заматен круг или точка со неправилна форма, понекогаш обоена околу рабовите; ова се случува поради грешки во оптичкиот систем - аберации . За телескопите со една леќа, најкарактеристична е хроматската аберација, што се должи на фактот дека индексот на прекршување на стаклото зависи од брановата должина. Затоа, астрономите почнаа да бараат начини да го елиминираат. Се покажа дека хроматската аберација може да се намали со користење леќи со многу долги фокусни должини. Така, се родиле прилично обемни и крајно незгодни телескопи. Помина времето, а тие беа заменети со „воздушни“. Во нив, објективот и окуларот беа монтирани речиси независно еден од друг на сопствените стативи. Ваквите телескопи се користеле до средината на 18 век, иако при набљудување на отворено, особено во ветровити услови, таквиот дизајн не се однесувал добро.
Откако Јоханес Кеплер користеше во окуларот не негативна - биконкавна - леќа, туку позитивна - биконвексна, стана можно да се користат окулари со крст на нишки и микрометар. Сега телескопите почнаа да се користат не само за гледање на небото, туку и како мерни инструменти. Сепак, недостатоците на телескопите за прекршување со една леќа ги принудија научниците да бараат нови начини. Исак Њутн беше еден од првите што направи огледало, произведувајќи „огледало“ легура од бакар, калај и арсен. Нов телескоп со огледало со дијаметар од 30 mm сместен во цевка долга 160 mm даде многу јасна слика. Ова беше првиот рефлектор. И иако не покажуваше хроматска аберација, не беше без свои недостатоци. Главната работа беше што имаше повеќе сите други видови аберации отколку во рефракторот.
Оригиналниот дизајн на систем со две огледала, кој се состои од основно и секундарно параболично огледало, го предложи францускиот скулптор и уметник Касегрен. Оваа конфигурација е многу удобна и нашироко се користи денес, но во тие далечни времиња идејата не се спроведувала поради неможноста да се добијат огледала со саканиот облик. Во Русија, поголем успех во производството на метални огледала постигна Ya.V. Брус и М.В. Ломоносов разви нов дизајн на телескоп со наклонето основно огледало без секундарно, што значително ја намали загубата на светлина. Истата шема, независно од него, ја користел В. Хершел. Во неговата куќа, претворена во работилница, тој и неговите браќа набавиле специјална легура од бакар и калај, а потоа направиле огледала и сам ги полирале. Врвот на неговата работа беше телескоп, гигантски во тоа време, со дијаметар на главното огледало од 122 см. До средината на 18 век, компактните, лесни за употреба, висококвалитетни рефлектори со метални огледала практично ги заменија гломазните рефрактори . Сепак, тие беа далеку од совршени. Прво, металните огледала имаа ниска рефлексивност, а нивната површина избледе со текот на времето. Второ, нивното производство беше трудоинтензивно и скапо. Трето, големите метални огледала се деформираа под сопствената тежина. И тука многу помогнаа успесите во топењето на стаклото. Во 1758 година, беа добиени два вида стакло: светло - круна и потежок - кремен, и затоа стана можно да се создадат леќи со две леќи. Англичанецот Џ. Таквите леќи, наречени цевки за долари, брзо станаа широко распространети.
Германскиот оптичар Ј. Фраунхофер во широко распространетата практика го воведе научниот метод за правење леќи за леќи и следење на нивниот квалитет. Дизајнирал и произведувал првокласни ахроматски леќи. Крунското достигнување на неговата оптичка уметност беше 25-сантиметарскиот рефрактор, купен од него од Русија и инсталиран во опсерваторијата Тарту. До средината на 19 век, рефракторите на Фраунхофер станаа главни инструменти на набљудувачката астрономија. Се чинеше дека имаат светла иднина. Но, како што се прошири спектралниот опсег на набљудувања, главниот недостаток на леќите на леќите повторно почна да се појавува - хроматизмот. Понатамошното зголемување на дијаметарот на рефракторната леќа, исто така, предизвика големи проблеми. Беше невозможно да се добијат униформни големи блокови стакло за леќи, а дебелите леќи за леќи апсорбираа премногу светлина. Најголемиот рефрактор со дијаметар на леќата од 1,02 m е изграден во 1897 година, но нивниот понатамошен развој запре таму.
И тогаш креаторите на телескопите повторно се сетија на рефлектори. Во средината на 19 век, хемискиот метод на сребренување на стаклени површини стана познат. Ова овозможи да се направат огледала од стакло. Сребрен филм - филмот се нанесува на стаклено огледало со изложување на шеќер од грозје на соли на сребро нитрат. Ваквите огледала со свеж сребрен филтер повеќе не рефлектираа 60% од ударната светлина, како бронзените, туку од 90 до 95%, што значи дека беа посветли за иста големина на огледалото. Наскоро L. Foucault разви метод за одредување на обликот и квалитетот на површината на огледалата. Благодарение на неговото истражување, се појавија рефлектори со параболични огледала.
Нов поттик за понатамошен развој на конструкцијата на телескопот беше употребата на алуминизирани огледала. Тие, за разлика од сребрените, старееја побавно и подобро ги рефлектираа ултравиолетовите зраци. На крајот на 19 век, почетокот на првата генерација на нови рефлектори го постави богат човек, аматер астроном Кросли, кој се здоби со конкавно стаклено параболично огледало со дијаметар од 91 см и направи телескоп. Следниот телескоп од истиот тип со дијаметар на огледалото од 1,5 m беше инсталиран во опсерваторијата Маунт Вилсон. Во 1918 година овде бил изграден рефрактор од 2,5 метри, а во 1947 година во опсерваторијата Паломар бил пуштен во употреба телескоп со огледало од 5 метри. А сепак, проблемите што се појавија при создавањето на овој телескоп ги принудија специјалистите понатаму да се движат кон зголемување на дијаметрите со повнимателни чекори. Особено ако се земе предвид дека работата на големите телескопи покажа дека дијаметарот од 3 метри со користење на висококвалитетна оптика во точка со мирна атмосфера може да биде многу поефективен од дијаметарот од 5 метри. Затоа, во 50-тите - 80-тите години главно биле изградени телескопи од 3-4 метри. Единствениот 6-метарски е изграден во СССР и инсталиран во Специјалната астрономска опсерваторија на Кавказ.
Паралелно со развојот на оптичкиот дел, се подобруваат и механичките структури, а контролата на телескопот им е доверена на компјутерите. Сега се е подготвено да се создадат големи телескопи, но поради недостаток на доволно средства, опсерватории, институти, па дури и земји се обединуваат за заедничка изградба. Научниците го користат целиот достапен арсенал на телескопи за да решат важни астрономски прашања, како што се потеклото на планетите, ѕвездите, Сончевиот систем, квазарите и активните галаксии. Очигледно, идните случувања во изградбата на телескопот ветуваат дека ќе бидат навистина грандиозни. Веќе се предлагаат проекти за телескопи од 50 и 100 метри, опремени со најсовремена опрема за прием и снимање, способна да обезбеди квалитетни набљудувања за кои може само да се сонува денес.
Зошто се изградени?
Потребата за изградба на вакви телескопи е одредена од задачите кои бараат најголема чувствителност на инструментите за откривање на зрачењето од најслабите космички објекти. Овие задачи вклучуваат:
- потеклото на универзумот;
- механизми на формирање и еволуција на ѕвезди, галаксии и планетарни системи;
- физички својства на материјата при екстремни астрофизички услови;
- астрофизички аспекти на потеклото и постоењето на животот во Универзумот.
Во моментов, ефикасноста на приемниците во оптичкиот опсег, сфатена како пропорција на откриени кванти од вкупниот број што пристигнуваат на чувствителната површина, се приближува до теоретската граница (100%), а понатамошните начини на подобрување се поврзани со зголемување на форматот на приемници, забрзана обработка на сигнали итн.
Пречки во набљудувањето е многу сериозен проблем. Покрај природните нарушувања (на пример, облачност, формации на прашина во атмосферата), заканата за постоењето на оптичката астрономија како наука за набљудување е поставена од зголеменото осветлување од населените области, индустриските центри, комуникациите и атмосферското загадување предизвикано од човекот. . Современите опсерватории се природно изградени на места со поволна астроклима. Има многу малку такви места на земјината топка, не повеќе од десетина. За жал, нема места во Русија со многу добра астроклима.
Единствената ветувачка насока во развојот на високо ефикасна астрономска технологија останува зголемувањето на големината на собирните површини на инструментите.
Големи копнени оптички телескопи - опсерватории |
||||||
ТЕЛЕСКОП |
Дијаметар на огледалото, m |
Главни параметри на огледалото |
Локација за инсталација на телескоп |
Учесници во проектот |
Цена на проектот, милиони УСД |
Прво светло |
параболичен |
Мауна Кеа, Хаваи, САД |
|||||
тенки активни |
Паранал, Чиле |
ЕСО, соработка на девет европски земји |
||||
тенки активни |
Мауна Кеа, Хаваи, САД |
САД (25%), Англија (25%), Канада (15%), Чиле (5%), Аргентина (2.5%), Бразил (2.5%) |
||||
тенки активни |
Мауна Кеа, Хаваи, САД |
|||||
дебела ќелија |
Планината Греам, Аризона, САД |
САД, Италија |
||||
11 (всушност 9,5) |
сферични мулти-сегмент |
Планината Фолкс, Тексак, САД |
САД, Германија |
|||
дебела ќелија |
Планината Хопкинс, Аризона, САД |
|||||
дебела ќелија |
Лас Кампанас, Чиле |
|||||
Планината Пастухова, Карачај-Черкесија |
||||||
аналог на KECK II |
Ла Палма, Канарски Острови, Шпанија |
Шпанија 51% |
||||
аналоген БР |
Сатерленд, Јужна Африка |
Јужна Африка |
||||
35 (всушност 28) |
аналоген БР |
150-200 идеен проект |
||||
сферични |
Германија, Шведска, Данска итн. |
Околу 1000 идеен проект |
||||
Проектите што ги надминуваат огромните телескопи, чија изградба ќе започне наскоро, се означени со сина боја. |
||||||
Големи оптички телескопи
VLT- заеднички проект на осум европски земји, наречен Многу голем телескоп. Неговата главна идеја била да создаде четири телескопи од ист тип со дијаметар на главното огледало од 8,2 m и да ги инсталира на едно место со најповолна астроклима. Секој од нив може да работи или самостојно или во комбинација со други телескопи, во овој случај обезбедувајќи способност за собирање на телескоп од 16 метри. Овие телескопи имаат цврсти огледала направени од посебен вид стакло, нивната дебелина е само 175 mm, па специјално за нив е развиен комплексен систем за истовар. Во иднина, овие телескопи ќе работат во режим на интерферометар за да добијат висока резолуција.
KECK I и KECK II- првите „ластовички“ на новата генерација на големи телескопи беа два близнаци од 10 метри за оптички инфрацрвени набљудувања, наречени „Кек“. Тие се родени благодарение на помошта на фондацијата W. Keck, која обезбеди 140.000 долари за нивната изградба. Со големина на осумкатница и тежина од 300 тони, тие работат со голема прецизност. Во „срцето“ на секој од нив е главно огледало со дијаметар од 10 и, составено од 36 шестоаголни сегменти, кои работат како едно рефлектирачко огледало. Тие се инсталирани на едно од најдобрите места на Земјата за астрономски набљудувања - на Хаваи, на падината на изгаснатиот вулкан Мануа Кеа висок 4.200 метри. работи во режим на интерферометар, давајќи иста аголна резолуција како телескоп од 85 метри. Факт е дека телескопското огледало има две карактеристики. Првата е способноста за собирање светлина, која е пропорционална на површината на огледалото, а втората е способноста на огледалото да одвојува или разрешува мали предмети, наречена аголна резолуција и пропорционална на дијаметарот на огледалото. Ако извадите некој дел од огледалото, неговата способност за собирање нагло ќе се намали, но аголната резолуција ќе остане иста како кај целото огледало. Ова овозможува два телескопи Кек да се користат како две парчиња од големо огледало од 85 метри. За да се подобри квалитетот на сликата, овој систем ќе биде дополнет со уште четири телескопи со дијаметар на огледалото од 1,8 метри.
ЛБТ- за разлика од обичниот рефлектор, бинокуларниот телескоп има две примарни огледала. Ротирањето на секундарните огледала овозможува брзо префрлување на телескопот од еден тип на набљудување на друг. Кратката фокусна должина на примарните ретровизори овозможува да се создаде компактна, но прилично цврста структура. Механичкиот систем на телескопот беше склопен во Италија, а потоа транспортиран и инсталиран во Аризона. Огледалата на телескопот се направени во лабораторијата Мирор на Универзитетот во Аризона во Тусон од специјално стакло произведено во Јапонија. Откако ќе се постават огледалата и ќе се направат последните прилагодувања, телескопот ќе стане дел од Меѓународната опсерваторија Греам.
БТА- пред околу 30 години во СССР беше изграден и пуштен во употреба телескопот од 6 метри BTA (Large Azimuth Telescope). Долги години остана најголем во светот и, природно, беше гордост на домашната наука. БТА демонстрираше голем број оригинални технички решенија (на пример, алт-азимут инсталација со компјутерско водство), што подоцна стана светски технички стандард. БТА сè уште е моќна алатка (особено за спектроскопски студии), но на почетокот на 21 век. веќе се најде само во вторите десет големи телескопи во светот. Покрај тоа, постепеното деградирање на огледалото (сега неговиот квалитет е влошен за 30% во споредба со оригиналот) го отстранува од тоа да биде ефективна алатка. Со распадот на СССР, БТА остана практично единствениот главен инструмент достапен за руските истражувачи. Сите бази за набљудување со телескопи со умерена големина во Кавказ и Централна Азија значително ја изгубија својата важност како редовни опсерватории поради голем број геополитички и економски причини. Сега почна да се работи за обновување на врските и структурите, но историските изгледи за овој процес се нејасни, и во секој случај, ќе бидат потребни многу години само делумно да се врати изгубеното.
Се разбира, развојот на флота од големи телескопи во светот дава можност руските набљудувачи да работат во таканаречениот режим на гостин. Изборот на таков пасивен пат секогаш би значел дека руската астрономија секогаш ќе игра само споредни (зависни) улоги, а недостатокот на основа за домашните технолошки случувања ќе доведе до продлабочување на јазот, и тоа не само во астрономијата. Решението е очигледно - радикална модернизација на БТА, како и целосно учество во меѓународни проекти.
БЛИЗНАЦИ Север и БЛИЗНАЦИ југ- голем меѓународен проект "Близнаци" - два идентични телескопи со дијаметар на главното огледало од 8,1 m. Тие се инсталирани на северната и јужната хемисфера на Земјата (соодветно во Мануа Кеа, Хаваи и Серо Пачон, Чиле) за покривање на цела небесна сфера со набљудувања. Примарното огледало на секое е направено од 42 хексагонални блокови направени од стакло со многу низок коефициент на термичка експанзија и заварени во еден тенок диск, кој потоа се полира. Овие телескопи можат да работат и во видливиот и во инфрацрвениот регион на спектарот. Инфрацрвените слики ќе бидат споредливи со, а можеби и подобри од оптичките слики од вселенскиот телескоп Хабл.
Големи радио телескопи
Радио телескопите обично се многу големи структури. Најчестиот тип на радио телескоп е структура чиј главен елемент е цврсто метално огледало со параболична форма. Огледалото ги рефлектира радио брановите што се спуштаат на него, така што тие се собираат во близина на фокусот и се фатени со посебен уред - радијатор. Сигналот потоа се засилува и се претвора во форма погодна за снимање и анализа. Складирањето и обработката на податоците се врши со помош на компјутерска технологија. Колку е поголема рефлектирачката површина, толку е поголема чувствителноста на радио телескопот.
Обичен радио приемник има уред за подесување на бранот на саканата радио станица. Тоа е прилагодлив филтер кој ги засилува радио емисиите само на брановата должина на избраната станица и не пренесува (ги потиснува) сигналите од станиците кои работат на блиски бранови. За разлика од земните радио станици, вселенските радио извори, по правило, емитуваат во широк опсег на радио бранови. Затоа, радиоастрономскиот приемник треба да има чувствителност во најширок можен опсег. Таквиот приемник се нарекува радиометар.
Проширувањето на опсегот на прием главно е попречено од пречки од копнени радио станици. Затоа, за радио астрономијата, меѓународните договори имаат доделено посебни интервали на бранови должини кои се забранети да се користат од која било копнена радио опрема.
Аресибо- најголемиот светски радиотелескоп од 300 метри со параболична антена е изграден во 1963 година во Аресибо, на островот Порторико. Дизајниран е, изграден и управуван од Националниот центар за астрономски и јоносферски истражувања на САД. Телескопот се наоѓа во огромна природна јама во планините. На височина од 150 метри над површината на џиновското фиксно огледало, на челични кабли е фиксирана платформа тешка 600 тони, до која може да се стигне преку висечки мост долг половина километар или со жичара. Подвижниот дел од платформата се ротира околу сопствената оска. Компјутерски контролирана кабина со радијатори и приемници се движи по шините долж платформата - вака радио телескопот е насочен кон изворот што се проучува. Поради неподвижноста на антената, набљудувањата од кој било извор не можат да траат повеќе од два часа. Но, овој недостаток се компензира со огромната површина на огледалото, која обезбедува висока чувствителност. Радио телескопот Arecibo исто така се разликува од многу други по тоа што може да служи и како предавателна антена. Во овој режим беа извршени уникатни експерименти на радарот на Сонцето, Месечината и планетите од Сончевиот систем.
Ефелсберг- Во 1972 година во Германија е изграден целосно ротирачки радио телескоп од 100 метри. Изграден е во клисура на ниски планини на 50 километри од Бон, во близина на малиот град Ефелсберг. Радио телескопот има прилично висока површинска прецизност, што овозможува да се користи дури и на бранова должина од 4 mm. Аголната резолуција на телескопот при толку кратка бранова должина е околу 10". Овој радио телескоп сè уште се смета за најголемиот целосно ротирачки радио телескоп во светот.
Има само еден радио телескоп со дијаметар на огледалото поголем од 50 m. Вториот по големина во Европа по Ефелсберг е 76-метарскиот радио телескоп во опсерваторијата Jodrell Bank. Ефикасно се користи само во опсегот на дециметарската бранова должина, бидејќи точноста на површината на огледалото не е многу висока.
РАТАН-600- во 1994 година, во Русија започна да работи 64-метарски радио телескоп, трет по големина во Европа. Се наоѓа во близина на градот Калјазин на Волга, 180 километри северно од Москва. Голем домашен радио телескоп е РАТАН-600 (Радио телескоп на Академијата на науките со дијаметар од 600 m), изграден во 1976 година во Северен Кавказ, во близина на селото Зеленчускаја. Огледалото на овој телескоп не ја покрива целата површина на кругот, туку е прстен со дијаметар од 600 m, склопен од 895 алуминиумски штитови високи 7 m. Аголната резолуција на таков систем се определува со дијаметарот на прстенот и е околу 10 на бранова должина од 3 см. Во реалните набљудувања, целиот прстен ретко се користи одеднаш. Телескопот е поделен на сектори: северен, јужен, источниот и западниот.Штитите на секој сектор се ориентирани кон избраниот извор, а во фокусот Секој сектор има радијатор кој може да се движи, обезбедувајќи набљудување на даден извор неколку минути.
Досега се разгледуваа радио телескопи во кои целата енергија на радио брановите е фокусирана со помош на огледало или систем од огледала на заеднички извор на напојување и потоа се засилува со еден приемник. Постои уште еден вид радио телескоп: зрачењето го примаат независни антени, се засилуваат на секоја антена и се пренесуваат преку кабли или брановоди за да се комбинира сигналот. Должината на каблите е избрана така што сигналите од сите антени пристигнуваат до уредот за собирање во иста фаза. Ова обезбедува електрично фокусирање на целиот антенски систем. Ваквите радио телескопи се нарекуваат инфазни антени. На радио астрономската станица FIAN во градот Пушкино, Московскиот регион, постои голема вофазна антена (BSA), која е поле на меѓусебно поврзани диполни антени долги 300 m и широки 400 m. Ефективната собирна област од BSA е речиси иста како онаа на радио телескопот Аресибо. BSA работи на бранова должина од 3 m Овој радио телескоп првенствено ги проучува пулсарите и галактичките јадра.
Се вчитува...
