التلسكوبات البصرية وتلسكوبات الأشعة تحت الحمراء
تقوم التلسكوبات البصرية وتلسكوبات الأشعة تحت الحمراء بجمع وتركيز الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء القريبة والمتوسطة، مما يحدد قوة تجميع الضوء، والدقة الزاوية، ومجال الرؤية التي تتحكم فيما يمكن لعلماء الفلك رصده.
Definition
التلسكوب البصري أو تلسكوب الأشعة تحت الحمراء هو أداة تستخدم العدسات أو المرايا لجمع الإشعاع الكهرومغناطيسي في نطاق يتراوح تقريبًا من 0.3 إلى 30 ميكرون وتركيزه حيث يمكن تصويره أو تشتيته أو قياسه فوتومتريًا.
Scope
يغطي هذا المجال التكوينات البصرية للتلسكوبات العاكسة والكاسرة، وتصنيع ودعم المرايا الأولية الكبيرة، والمتطلبات الخاصة لرصد الأشعة تحت الحمراء بما في ذلك الخلفية الحرارية وتبريد الكاشف، والحوامل الميكانيكية وأنظمة القيادة التي توجه وتتبع التلسكوبات لمواجهة دوران الأرض.
Sub-topics
Core questions
- ما الذي يحدد قوة تجميع الضوء والدقة الزاوية للتلسكوب؟
- كيف يتم تصنيع المرايا الكبيرة والدقيقة والحفاظ على شكلها ضد الجاذبية والتغير الحراري؟
- ما الذي يميز رصد الأشعة تحت الحمراء عن رصد الضوء المرئي؟
- كيف يتم توجيه وتتبع التلسكوبات بدقة عبر السماء؟
Key theories
- الفتحة، الدقة، وحدود الحيود
- تتزايد مساحة التجميع مع مربع قطر الفتحة بينما تتناسب الدقة الزاوية المحدودة بالحيود عكسياً مع القطر، لذا فإن التلسكوبات الأكبر ترى تفاصيل أكثر خفوتاً وأدق.
- التكوينات البصرية للتلسكوبات العاكسة
- تصمم مثل كاسيجرين (Cassegrain)، ريتشي-كريتيان (Ritchey-Chretien)، وجريجوريان (Gregorian) لترتيب المرايا الأولية والثانوية للتحكم في الانحرافات مثل الغيبوبة (coma) واللابؤرية (astigmatism) عبر مجال رؤية قابل للاستخدام.
- الدعم النشط للمرايا الكبيرة
- المرايا الأولية الحديثة الكبيرة تكون رقيقة أو مجزأة ويتم الحفاظ على شكلها بواسطة مشغلات يتم التحكم فيها بواسطة الكمبيوتر لتعويض التشوه الجاذبي والحراري أثناء حركة التلسكوب.
Clinical relevance
تدعم التلسكوبات البصرية وتلسكوبات الأشعة تحت الحمراء كل فرع تقريبًا من فروع علم الفلك الرصدي، من مسوحات المجرات البعيدة إلى توصيف الكواكب الخارجية؛ وتؤدي التطورات في تكنولوجيا المرايا والأجهزة التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء إلى توسيع نطاق الخفوت وطول الموجة المتاح للبحث بشكل مباشر.
History
افتتح جاليليو علم الفلك التلسكوبي باستخدام تلسكوبه الكاسر في عام 1609، وحل نيوتن مشكلة الزيغ اللوني باستخدام تلسكوبه العاكس. جلب القرن العشرون مرايا زجاجية أكبر فأكبر، وبلغت ذروتها في تلسكوب هيل الذي يبلغ قطره 5 أمتار، وبعد ذلك مكنت تقنية المرايا المجزأة والرقيقة ذات السطح الهلالي (thin-meniscus) والدعم النشط الجيل الحالي من التلسكوبات التي يتراوح قطرها من 8 إلى 10 أمتار والتلسكوبات الكبيرة جدًا التي هي قيد الإنشاء حاليًا.
Key figures
- Isaac Newton
- George Willis Ritchey
- Henri Chretien
- Roger Angel
Related topics
Seminal works
- kitchin2013
- schroeder2000
- bely2003
Frequently asked questions
- لماذا تكون جميع التلسكوبات الحديثة الكبيرة تقريبًا عاكسة وليست كاسرة؟
- العدسات الكبيرة تنحني تحت وزنها، وتعاني من الزيغ اللوني، ولا يمكن دعمها إلا من حوافها، بينما يمكن دعم المرايا عبر ظهرها وتعكس جميع الأطوال الموجية بالتساوي. هذه القيود العملية تحد من حجم التلسكوبات الكاسرة عند حوالي متر واحد، لذا فإن جميع التلسكوبات الكبيرة تستخدم المرايا.
- لماذا توضع العديد من تلسكوبات الأشعة تحت الحمراء على الجبال العالية والجافة أو تحلق فوق الغلاف الجوي؟
- يمتص بخار الماء والغلاف الجوي الدافئ ويصدران بقوة في نطاق الأشعة تحت الحمراء، مما يطغى على الإشارات الخافتة. تقلل المواقع العالية والجافة، والمنصات المحمولة جوًا، والتلسكوبات الفضائية من هذه الخلفية، كما يتم تبريد أدوات الأشعة تحت الحمراء حتى لا تتغلب حرارة التلسكوب نفسه على الرصد.