دانستنی تلسکوپ چگونه کار می کند؟

[seon-ho]

جمع آوری نور از آسمان کماکان منبع اصلی دریافت اصلاعات از کیهان برای اختر‌شناسان است. بیشتر اجرام آسمانی، به استثنای ماه و خورشید، دور و نسبتاً کم فروغ‌اند. تلسکوب تا حد ممکن نور جمع آوری می‌کند؛ هر چه نور بیش تری جمع آوری کند، اطلاعات بیش تری فراهم می‌شود. به همین سبب، یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های تلسکوپ، قطر دهانهٔ آن است.

دو نوع تلسکوپ وجود دارد :

بازتابی‌ها با استفاده از آینه و شکستی‌ها با استفاده از عدسی نور را جمع می‌کند. بیشتر تلسکوپ‌های حرفه‌ای امروزی بازتابی‌هایی با آینه‌های چند متری‌اند که بر فراز قلهٔ کوه‌ها، بالا‌تر از آشفتگی‌های حاصل از حرکت هوا در لایه‌های پایینی جو، قرار گرفته‌اند.

تلسکوپ‌های بازتابی (Reflecting Telescope) :

بازتابی‌ها مانند تلسکوپ جمینی (Gemini)، نور را با آینهٔ مقعر عظیمی دریافت می‌کنند و پس از آن امکان دارد تصویر به کمک آینه یا آینه‌های ثانویه، به هر بخش تلسکوپ بازتاب شود. بنابراین، لازم نیست تجهیزات سوار با تلسکوپ متحرک باشند و بر وزن آن بیفزایند. آینه‌ها نور را به این آشکارساز‌ها می‌رسانند. بازتابی‌ها در مقایسه با شکستی‌ها، دو مزیت اصلی دارند: نور را با آینه جمع آوری می‌کنند؛ بنابراین، خطای رنگی (تجزیهٔ نور ستاره به طیفی از رنگ‌ها) رخ نمی‌دهد و چون آینه، برخلاف تلسکوپ‌های شکستی، در انتهای بدنهٔ تلسکوپ نصب و از پشت سر پشتیبانی می‌شود، حدی برای اندازهٔ تلسکوپ وجود ندارد. آینه‌ها را می‌توان بسیار نازک‌تر و سبک‌تر ساخت. به همین سبب، قطر بزرگ‌ترین تلسکوپ بازتابی ساخته شده در جهان بیش از 10 برابر قطر بزرگ‌ترین تلسکوپ شکستی است.

تلسکوپ‌های شکستی (Refracting Telescopes) :

شکستی‌ها نور را با عدسی دریافت می‌کنند که تصویر را بر صفحهٔ عکاسی یا آشکارساز الکترونیک نور کانونی می‌کند. شکستی‌ها برای رصد اجرام درخشان، مفید و مناسب‌اند؛ اما شیشهٔ ضخیم عدسی، نور ارزشمند اجرام کم سو‌تر را جذب می‌کند. عدسی همچنین رنگ‌های گوناگون نور را در نقاط متفاوت کانوی می‌کند و سبب بروز خطای رنگی می‌شود. این عدسی‌ها سنگین‌اند؛ عدسی‌ای به قطر بیش از یک متر تحت وزن خودش تاب بر می‌دارد و شکم می‌دهد. به سبب این مشکلات، با آنکه تلسکوپ‌های شکستی کوچک با طراحی جدید و بدون خطای رنگی ابزار منتخب بسیاری از منجمان آماتور و عکاسان نجومی است، در رصدخانه‌های حرفه‌ای امروزی چندان به کار نمی‌رود.


آینه‌ها:

آینهٔ تلسکوپ‌های رصدخانه‌ای، که از سرامیک شیشه‌ای با ضریب انبساط کم (برای ثابت ماندن انحنای آن در سرما و گرما) ساخته می‌شود، بیش از یک سال صیقل داده می‌شود. سپس سطحش با ورقهٔ نازکی از آلومینیوم پوشیده می‌شود. آینه‌ها باید کاملاً صاف و یک دست باشند. در غیر این صورت، نور دریافتی آشفته و تصویر محو می‌شود. مثلاً سطح آینهٔ تلسکوپ جمینی تا دقت 16 میلیاردم متر صیقل داده شده است.

تلسکوپ بازتابی AAT یا (Anglo-Australian Telescope) :

تلسکوپ آنگلو-استرالیا (ATT) که بر کوهستان‌های سایدینگ اسپیرینگ استرالیا نصب است، آینه‌ای به قطر 3. 9 متر دارد. می‌توان به جای آینهٔ ثانویه‌ای آن اتاقک عکس برداری قرار داد تا یک اختر‌شناس در درون آن به تصویربرداری مشغول شود. همچنین به جای این آینه، ربوت طیف سنجی قرار می‌گیرد که با قرار دادن آن، فیبر نوری از نقاط گوناگون تصویر، جداگانه طیف سنجی می‌کند. در تصویر مربوطه تلسکوپ روی استقرار نعل اسبی سوار شده است.

تلسکوپ اشمیت (Catadioptric Telescope) :

تلسکوپ اشمیت ترکیبی از تلسکوپ بازتابی و شکستی است. آینهٔ آن نور ستاره را به صفحهٔ عکاسی خمیده‌ای بازتاب می‌کند. (در سال‌های اخیر تراشه‌های الکترونیک CCD با حساسیت و توانایی بسیار بیشتر جایگزین صفحهٔ عکاسی شده است). روی صفحهٔ خمیده، تصویری با زاویه باز شکل می‌گیرد؛ اما به یک عدسی تصحیح کننده در سر لولهٔ تلسکوپ برای برطرف کردن اعوجاج (خطای کروی) تصویر نیاز است. تلسکوپ‌های اشمیت می‌توانند از نواحی وسیعی از آسمان تصویر تهیه کنند که برای انجام دادن طرح‌های نقشه برداری آسمان و جست‌و‌جو و ردیابی اجسام، مانند کشف و ردیابی خرده سیاره‌های جدید، مفید است.


استقرار‌ها (Mount) :

استقرار تلسکوپ تقریباً به اندازهٔ آن مهم است. استقرار باید وزن تلسکوپ را تحمل کند و تلسکوپ را هم زمان با چرخش زمین به دور محور خود، بچرخاند. در غیر این صورت، اجسام حین رصد از میدان دید تلسکوپ خارج می‌شوند. دو نوع اصلی استقرار وجود دارد: استوایی (Equatorial Mount) و سمت-ارتفاعی (Alt-Azimuth Mount). نوع سمت-ارتفاعی استقرار اصلی تلسکوپ‌های حرفه‌ای امروزی است. هدایت رایانه‌ای پیوسته به تلسکوپ‌های غول پیکر، مانند جمینی اجازه می‌دهد مسیر اجرام را حین حرکتشان در آسمان دنبال کنند.

نخستین تلسکوپ شکستی :

گالیله مخترع تلسکوپ نبود و مدتی پیش از او، اولین دوربین‌ها ساخته شده بود. اما نخستین فردی بود که از این وسیله برای کاوش آسمان استفاده کرد. تلسکوپ‌های دست ساز او، که بزرگ‌ترین تلسکوپ‌های جهان در آن دوره بودند، قدرتی بیشتر از یک تلسکوپ اسباب بازی امروزی نداشتند. اما گالیله با ه‌مان‌ها گودال‌های ماه، چهار قمر بزرگ مشتری و ماهیت ستاره‌ای راه شیری را کشف کرد.

نخستین بازتابی :

ایزاک نیوتن، که پیش گام شماری از زمینه‌های علم به شمار می‌رود، نخستین فردی بود که به بررسی تجزیهٔ نور و شکل گیری طیف از طریق منشور پرداخت. او نتیجه گرفت که عدسی‌ها همواره تصاویری با تجزیه و خطای رنگی ایجاد می‌کنند. از این رو، به طراحی تلسکوپی پرداخت که به جای عدسی، در آن برای گردآوری نور، از آینه استفاده می‌شد. تلسکوپ بازتابی او، که در سال 1668 ساخته شد، آینه‌ای فلزی داشت که به جای شیشه، از مس، قلع و آرسنیک (زرنیخ) ساخته شده بود.