teleskop
 
Encyklopedia PWN
teleskop
[gr.],
urządzenie do odbioru promieniowania elektromagnetycznego (optycznego — teleskop optyczny, rentgenowskiego, gamma teleskopy wysokoenergetyczne, radiowego radioteleskop) ciał niebieskich, umożliwiające ogniskowanie wiązki w małym obszarze, w którym to promieniowanie może być analizowane.
Zasada działania i konstrukcji teleskopu zależy od zakresu rejestrowanego promieniowania. Teleskop optyczny jest zbudowany z umieszczonych w tubusie: obiektywu, skupiającego docierające od obiektu światło, i okularu, powiększającego otrzymany obraz, lub umieszczonych w płaszczyźnie ogniskowej urządzeń rejestrujących wytworzony obraz. Uzyskany dzięki teleskopowi optycznemu obraz można oglądać bezpośrednio przez okular, utrwalać go na kliszy fotograficznej, albo — ostatnio znacznie częściej — za pomocą detektora CCD, można też poddawać go dalszej analizie za pomocą spektrografów i in. instrumentów optycznych.
Teleskopy optyczne dzieli się na refraktory (lunety), w których obiektywem jest soczewka lub zestaw soczewek, oraz reflektory (teleskopy zwierciadlane). Odpowiednio ukształtowane obiektywy soczewkowe, mające znaczne pole dobrego odwzorowania, są stosowane w astrografach do fotografowania wycinków nieba. Astrograf składa się z kamery fotograficznej (jest nią refraktor o obiektywie z 3 lub 4 soczewkami o ogniskowej do 10 m) na montażu paralaktycznym z mechanizmem zegarowym oraz lunety wizualnej, służącej do nastawiania kamery na wybrany obiekt i kontroli prowadzenia kamery w ślad za ruchem dziennym nieba. Obecnie refraktory są rzadziej używane ze względu na problemy techniczne związane z produkcją i osadzeniem soczewki, a także z powodu aberracji wywołanych przechodzeniem światła przez szkło. W reflektorach obiektyw jest wklęsłym (na ogół paraboloidalnym) zwierciadłem, kierującym odbite światło ku drugiemu, mniejszemu zwierciadłu, które wyprowadza je poza tubus teleskopu. W zależności od potrzeb obserwacyjnych wykorzystuje się różne typy teleskopów optycznych, w odmienny sposób wyprowadzających odbite od głównego zwierciadła światło poza tubus: w teleskopie Newtona przed zwierciadłem głównym umieszcza się małe płaskie zwierciadełko nachylone pod kątem 45° do osi optycznej, które wyprowadza odbite od głównego zwierciadła światło w stronę bocznego otworu w tubusie; w teleskopie Cassegraina odbite od głównego zwierciadła promienie odbijają się następnie od wypukłego hiperboloidalnego zwierciadełka ku otworowi w zwierciadle głównym; teleskop coudé zawiera układ aż 3 dodatkowych zwierciadeł. Do niektórych zastosowań, np. fotografowania dużych obszarów nieba, gdy niezbędne jest uzyskanie ostrego obrazu o dużych rozmiarach, są stosowane również systemy mieszane, w których światło odbite od zwierciadła przechodzi przez dodatkową szklaną płytkę korygującą (kamera Schmidta, kamera Maksutowa). Ze względu na ruch Ziemi wokół osi niezbędny jest ruchomy montaż teleskopu, umożliwiający podążanie za obserwowanym obiektem. W przypadku najprostszych teleskopów optycznych stosuje się na ogół montaż azymutalny, pozwalający na obrót instrumentu wokół osi pionowej i zmianę jego nachylenia do horyzontu. Znacznie łatwiejszy w użyciu jest jednak montaż paralaktyczny, umożliwiający śledzenie ruchu nieba za pomocą obrotu wokół tylko jednej, skierowanej ku biegunowi niebieskiemu osi; zmianę nachylenia wykorzystuje się tylko przy nastawianiu teleskopu na wybrany obiekt.
Główne cele stawiane przed teleskopem optycznym to zwiększenie rozdzielczości obrazu oraz jego jasności. Jasność obiektu rozciągłego (np. komety, mgławicy) obserwowanego przez teleskop optyczny o ogniskowej f i średnicy obiektywu D jest proporcjonalna do kwadratu światłosiły A teleskopu, gdzie A = D/f; bardzo słabe obiekty można więc obserwować tylko dużymi teleskopami. Zdolność rozdzielczą teleskopu optycznego ogranicza falowa natura światła. Zjawiska dyfrakcyjne sprawiają, że nawet idealnie wykonany teleskop optyczny o średnicy lustra D może odróżnić 2 obiekty punktowe wysyłające światło o długości fali λ tylko wówczas, gdy ich odległość kątowa, ρ, przekracza 1,22 λ/D radianów. W praktyce większy wpływ na ograniczenie zdolności rozdzielczej teleskopów optycznych naziemnych mają ruchy atmosfery, tzw. seeing. Problem ten rozwiązuje się dwojako: wynosząc teleskop optyczny poza atmosferę ziemską (Teleskop Kosmiczny Hubble’a) lub stosując system optyki adaptacyjnej (np. w teleskopie Kecka). Używane w tym systemie dodatkowe giętkie lusterko zmienia kształt przechodzącej przez teleskop optyczny wiązki światła w zależności od chwilowych warunków atmosferycznych. Innym, od niedawna stosowanym sposobem polepszania jakości obrazów otrzymywanych dzięki teleskopom optycznym jest zastosowanie (używanych do niedawna tylko w radioastronomii) metod interferometrycznych. Precyzyjne połączenie informacji otrzymanych za pomocą 2 lub większej liczby teleskopów optycznych, rozsuniętych na pewną odległość, pozwala na uzyskanie obrazów o rozdzielczości (choć nie jasności) zbliżonej do rozdzielczości pojedynczego teleskopu o średnicy zwierciadła równej tej odległości. Takie połączenie 4 znajdujących się na Cerro Paranal w Chile teleskopów, tzw. Very Large Telescope (VLT), planuje zastosować w ciągu najbliższych lat Europejskie Obserwatorium Południowe.
Ze względu na koszt i precyzję niezbędną przy szlifowaniu i późniejszym utrzymywaniu stałego kształtu ciężkiego pojedynczego zwierciadła, w nowoczesnych dużych teleskopach optycznych zastępuje się je zestawami kilku lub kilkunastu mniejszych zwierciadeł. Dodatkowo wprowadza się system optyki aktywnej — ruch wsporników, na których zamontowano zwierciadło, przeciwdziała jego odkształceniom wywołanym przede wszystkim wahaniami temperatury i zmieniającymi się naprężeniami podczas obrotów teleskopu. Największym teleskopem optycznym działającym na Ziemi jest obecnie znajdujący się w McDonald Observatory w Teksasie HET (Hobby–Eberly Telescope) o łącznej średnicy składającego się z 91 segmentów zwierciadła wynoszącej 11 m (jego udoskonalonym bliźniakiem jest oddany do użytku 10 XI 2005 w RPA przy udziale Polski SALT — Southern African Large Telescope); ze względu na specyficzny tryb pracy HET (montaż azymutalny, stały kąt nachylenia lustra do pionu) nieco większą powierzchnię zbierającą światło mają jednak znajdujące się na Hawajach bliźniacze teleskopy Kecka o średnicy zwierciadeł wynoszącej 10 m. W Polsce największym teleskopem optycznym jest kamera Schmidta o średnicy zwierciadła 90 cm w Piwnicach, należąca do Obserwatorium Astronomicznego UMK, a największym polskim teleskopem optycznym — należący do Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego teleskop o średnicy 130 cm, znajdujący się na terenie amerykańskiego Obserwatorium Las Campanas w Chile.
Pierwszy teleskop soczewkowy (lunetę) zbudowali na początku XVII w. optycy holenderscy Z. Jansen i H. Lippershey; ten pomysł wykorzystali 1609 do obserwacji astronomicznej niemal równocześnie T. Harriot i Galileusz, który jako pierwszy opisał 1610 swe odkrycia gór na Księżycu, największych księżyców Jowisza, a potem plam na Słońcu i faz Wenus. Pierwszy użyteczny reflektor został zbudowany 1670 przez I. Newtona, ale ideę teleskopu zwierciadlanego opisał już wcześniej N. Zucchi, M. Mersenne i D. Gregorg.
Przeglądaj encyklopedię
Przeglądaj tabele i zestawienia
Przeglądaj ilustracje i multimedia