Оптические телескопы

Космогоническая теория Шмидта.

По современным представлениям образование Солнечной системы связано с формированием Солнца из газопылевой среды.

Считается, что газопылевое облако, из которого около 5 млрд. лет назад образовалось Солнце, медленно вращалось. По мере сжатия скорость вращения облака увеличивалась, и оно принимало форму диска. Центральная часть диска дала начало формированию Солнца, а его внешние области – планет.

Этой схемой вполне объясняются различия в химическом составе и массах планет Земной группы и планет-гигантов. Действительно, по мере разгорания Солнца легкие химические элементы (водород, гелий) под действием давления излучения покидали центральные области облака, уходя к его периферии. Поэтому планеты земной группы сформировались из тяжелых химических элементов с малыми примесями легких и получились небольших размеров.

Из-за большой плотности газа и пыли излучение Солнца слабо проникало к периферии протопланетного облака, где царила низкая температура и пришедшие газа намерзали на твердые частицы. Поэтому далекие планеты-гиганты получились крупными и состоящими в основном из легких химических элементов.

Эта гипотеза разработана в 1944-1949 гг. советским академиком О.Ю.Шмидт (1891-1956) и развита его сотрудниками и последователями.

 

Методы астрофизических исследований.

Излучение небесных тел

Солнце и звезды представляют  собой огромные шарообразные тела из горячего вещества. Они излучают электромагнитные волны всевозможной длины, от гамма-лучей до длинных радиоволн. Планеты и спутники отражают солнечный свет и сами в различной степени излучают инфракрасные лучи и радиоволны. Разряженные газовые туманности – колоссальной протяженности газовые облака – в зависимости от физического состояния излучают электромагнитные волны строго определенной частоты.

Излучение, проходящее сквозь земную атмосферу, изучается непосредственно с поверхности Земли. Для этого созданы астрономические инструменты – телескопы. Телескопы для наблюдений в световых лучах называются оптическими, а для приема радиоволн – радиотелескопами.

Оптические телескопы.

Существуют два основных вида:

· Линзовые (рефракторы). Объектив, собирающий световые лучи, изготовлен из стеклянных линз.

· Зеркальные (рефлекторы). У рефлекторов объективом служит вогнутое стекло.

Основное назначение телескопов – собрать как можно больше световой энергии от небесного тела и различить как можно меньшие детали.

Самый крупный телескоп в России – Большой телескоп Азимутальный Специальной астрофизической обсерватории РАН, установленный в горах Северного Кавказа.

Расположение – Нижний Архыз

Высота - 2070 м

Длина волн 0,3-10 мкм

Дата открытия 30.12.1975

Диаметр объектива 6,05 м

Эффективная площадь 26 м²

Фокусное расстояние 24 м

Купол 53 м.

Объектив телескопа, имея значительные размеры (диаметр D), воспринимает световой поток и, концентрируя его, позволяет видеть слабые небесные объекты, недоступные невооруженному глазу. Важная характеристика телескопа – светосила, ее определяют по формуле:

где D – диаметр объектива телескопа, м;

F – фокусное расстояние, м.

    Чем больше светосила А, тем более ярким получается изображение протяженного объекта в фокальной плоскости телескопа.

    Диаметр объектива определяет разрешающую способность (разрешение) телескопа – способность телескопа видеть отдельно близко расположенные объекты и мелкие детали на поверхности небесного тела.

    Разрешение измеряется в секундах дуги и определяется по формуле:

где l - длина волны, нм.

    Длина волны в 550 нм и диаметр объектива при расчета должны быть выражены в одинаковой единице измерения, тогда для расчета формула будет иметь вид:

где D – диаметр объектива телескопа, мм.

    Предельный (наименьший) блеск звезд, видимый в телескоп, характеризует проницающую способность телескопа (m_т), часто называемую его оптической мощью, которую вычисляют по формуле:

где D – диаметр объектива (в мм).

Радиотелескопы.

Радиотелескопы состоят из антенны и чувствительного радиоприемника. Доходящее до Земли радиоизлучение подавляющего большинства небесных тел настолько мало, что для его приема необходимы антенны с полезной площадью в тысячи и десятки тысяч квадратных метров.

Самый крупный стационарный радиотелескоп РАТАН-600 установлен вблизи станицы Зеленчукской Ставропольского края. Его приемная антенна имеет вид замкнутого кольца диаметром 600 м.

Отражатели наиболее крупных радиотелескопов собираются из плоских металлических зеркал, расположенных сплошной полосой параболического сегмента. Такие телескопы неподвижны.

Однако это не ограничивает возможностей радиотелескопов, так как в суточном вращении неба каждый небесный объект обязательно проходит в поле из обзора, а радиотелескопы способны принимать радиоизлучение в любое время суток.