by Innspace teamArtykuł przygotował członek zespołu Innspace w ramach współpracy z marką HOYA
Teleskopy diametralnie zmieniły postrzeganie i zrozumienie świata rozciągającego się poza naszą planetą. Dzięki pierwszym obserwacjom Galileusza i Newtona w XVII w. mogliśmy udowodnić, że to Słońce jest centrum naszego układu planetarnego, a także ze względu na odległość jaka dzieli nas od najbliższych gwiazd, spojrzeć w przeszłość i poznać prawa rządzące wszechświatem. Dzisiaj korzystamy z najróżniejszych i bardzo zaawansowanych teleskopów naziemnych oraz tych wyniesionych poza naszą ziemską atmosferę, a urządzenia te w sposób diametralny zmieniły nasze postrzeganie rzeczywistości, w której żyjemy.
Autor: Cyrus Sidor
Rodzaje teleskopów
Teleskop to przyrząd optyczny służący obserwacji bardzo odległych obiektów. W technice optycznej rozróżniamy trzy podstawowe rodzaje teleskopów:
Refraktory (soczewkowe)
To teleskopy w postaci długiej tuby wykorzystujące soczewki do załamania światła i utworzenia obrazu. Ogniskowa (powiększenie) teleskopu zależy od odległości, jaką przebędzie światło po przejściu przez soczewkę, a więc zależy wprost od wielkości teleskopu.
Reflektory (zwierciadlane)
Są to teleskopy wykorzystujące zamiast soczewek zwierciadła. Dzięki odbiciu i skupieniu światła w zwierciadle wklęsłym można uzyskać duże powiększenie obrazu przy znacząco mniejszych rozmiarach przyrządu w porównaniu do refraktorów.
Katadioptryczne (zwierciadlano-soczewkowe)
To teleskopy łączące zalety dwóch poprzednich rodzajów. W swojej budowie wykorzystują zarówno soczewki jak i zwierciadła. Są konstrukcjami stosunkowo kompaktowymi.
Jak można zauważyć na grafice (Rys. 2), teleskopów kosmicznych powstało wiele, każdy z nich jednak obserwuje wszechświat nieco inaczej, gdyż zajmuje się obserwacjami różnych długości fal elektro-magnetycznych. Rozróżniamy teleskopy obserwujące podczerwień, światło widzialne, ultrafiolet, promienie Roentgena (X-ray) oraz Gamma.
Refraktory
• Podwójne
• Potrójne
• wiele innych
Reflektory
• Typu Newtona
• Typu Dobsona
• wiele innych
Katadioprtyczne
• Makustowa-Cassegraina
• Schmidta-Cassegraina
• wiele innych
Są to podstawowe rodzaje teleskopów optycznych. Jak się później okazało, obserwacja odległych obiektów z powierzchni ziemi ma swoje zasadnicze ograniczenia wynikające z obecności atmosfery, która zakłóca obraz. Odkąd człowiek zaczął eksplorować przestrzeń kosmiczną możliwe było wyeliminowanie tego problemu.
Teleskopy kosmiczne
Wysłanie teleskopu w przestrzeń kosmiczną otworzyło nową erę w obserwacjach astronomicznych. Dzięki temu możliwe było nie tylko wyeliminowanie zakłóceń wynikających z rozpraszania światła przez ziemską atmosferę, ale również obserwacja kosmosu w innych zakresach długości fal elektromagnetycznych, które nie docierają do powierzchni naszej planety.
Jak można zauważyć na grafice (Rys. 2), teleskopów kosmicznych powstało wiele, każdy z nich jednak obserwuje wszechświat nieco inaczej, gdyż zajmuje się obserwacjami różnych długości fal elektro-magnetycznych. Rozróżniamy teleskopy obserwujące podczerwień, światło widzialne, ultrafiolet, promienie Roentgena (X-ray) oraz Gamma.
Teleskopy obserwujące w podczerwieni
Zadaniem tych teleskopów jest obserwacja obiektów zbyt zimnych by emitować światło widzialne, takich jak brązowe karły (rodzaj gwiazdy) lub mgławice pyłowe. Obserwacja musi być prowadzona w bardzo chłodnych warunkach, aby konstrukcja teleskopu (również emitująca promieniowanie podczerwone) nie zaburzała obserwacji. Teleskopy takie najczęściej są chłodzone ciekłym helem. Przykładami takich konstrukcji jest teleskop Spitzer [10], wprowadzony do użytku przez NASA, który działał od 2003 roku oraz Herschel [6] wyniesiony na orbitę przez ESA w maju 2009. Niestety po kilku latach zakończyły swoje działanie ze względu na brak środka chłodzącego.
Teleskopy obserwujące w świetle widzialnym
Najbardziej znanym teleskopem kosmicznym i zarazem obserwującym wszechświat w świetle widzialnym jest teleskop Hubble’a [7]. Ma on możliwość obserwacji wszechświata również w bliskiej podczerwieni oraz służy obserwacjom głębokiego kosmosu. Od 1990 roku kiedy został wyniesiony na orbitę wykonał ponad 1,4 miliona obserwacji i przyczynił się do powstania ponad 18 tys. publikacji naukowych. Przez lata jego możliwości były usprawnianie, a obrazy które przesłał na ziemię zrewolucjonizowały naszą wiedzę na temat budowy i wieku wszechświata.
Teleskop Hubble’a ma w tym roku (2021) zostać zastąpiony przez teleskop Jamesa Webba [8], który ma mieć szersze spektrum obserwacji oraz zdecydowanie zwiększoną czułość sensorów. Innym przykładem teleskopu, który od 2009 roku stara się wychwycić obecność planet na tle gwiazd i operuje w świetle widzialnym jest teleskop Kepplera [9].
Teleskopy obserwujące w promieniach Roentgena
Teleskopy tego typu służą obserwacji bardzo gorących obiektów (1 – 100 mln. stopni Celsjusza). Ich budowa jest zupełnie inna niż wcześniej opisanych teleskopów, gdyż wyłapują silnie energetyczne fale, które odbiją się od lustra teleskopu – na podobnej zasadzie jak rzucony kamień może odbić się od tafli wody – i kierują je na detektor. Przykładami są teleskopy Chandra [4] oraz XMM-Newton [11]. Służą do obserwacji takich obiektów jak kwazary, gwiazdy neutronowe, ogromnych mgławic i obiektów zasysanych przez czarne dziury.
Teleskopy obserwujące w promieniach Gamma
Tego rodzaju teleskopy nie posiadają luster. Zamiast nich korzystają ze specjalnych detektorów, które mogą wychwycić najbardziej energetyczne cząstki we wszechświecie – promienie gamma. Przykładem takiego teleskopu jest teleskop Fermi’ego [5], który zbiera dane w zakresie energetycznym rzędu 10 keV – 300 GeV. Służy obserwacjom aktywnych galaktyk, blazarów, wyrzutów promieniowania gamma oraz rozbłysków słonecznych.
