Ny fiasan'ny teleskaopy amin'ny astronomia
Anisan'ny fitaovana manan-danja indrindra amin'ny astronomia ny teleskaopy. Noho ny teleskaopy, afaka "mampitombo" ny fahafahan'ny maso mahita zavatra lavitra sy manjavozavo ny olombelona—manomboka amin'ny Volana, planeta, nebulae, ka hatramin'ny vahindanitra an'arivony tapitrisa taona hazavana. Na izany aza, maro ny olona mihevitra ny teleskaopy ho toy ny fitaratra lehibe fotsiny. Raha ny marina, mahaliana kokoa ny foto-kevitr'izy ireo: ny teleskaopy dia manangona hazavana (na taratra elektromagnetika hafa), avy eo mifantoka sy mikirakira izany mba hamokarana sary na angon-drakitra azo hadihadiana.
1. Ny asan'ny teleskaopy lehibe indrindra: ny fanangonana hazavana
Toa kely ny kintana sy ny vahindanitra, tsy noho izy ireo tena kely akory, fa noho izy ireo lavitra loatra ka zara raha misy hazavana tonga eto an-tany. Milimetatra vitsivitsy monja ny savaivon'ny maso, ka voafetra ny fahafahany manangona hazavana. Mandresy izany ny teleskaopy amin'ny fananana "fisokafana" lehibe kokoa - na family lehibe na fitaratra lehibe.
Arakaraka ny haben'ny lavaka no maha betsaka ny hazavana voaangoniny. Izany no mahatonga ny teleskaopy matihanina hanana fitaratra metatra maromaro ny savaivony. Ny vokany: ny zavatra izay tsy dia hita loatra teo aloha dia mety ho lasa mamirapiratra ampy hijerena azy. Amin'ny astronomia, ny fampitomboana ny famirapiratana dia matetika zava-dehibe kokoa noho ny fampitomboana.
2. Famahanana: manampy amin'ny fahitana antsipiriany tsara kokoa ny teleskaopy
Ankoatra ny famirapiratan'ny zavatra, ny teleskaopy dia manatsara ny famahamanana, ny fahafahana manavaka ireo antsipiriany madinika. Ny famahamanana dia voataonan'ny savaivon'ny lavaka: arakaraka ny haben'ny lavaka no maha-madinika kokoa ny antsipiriany azo famahamanana. Ohatra, amin'ny fandinihana ny planeta, ny famahamanana no mamaritra raha afaka mahita ny rahon'i Jupiter, ny peratra an'i Saturne, na ny antsipirian'ny lavaka eny amin'ny Volana isika.
Na izany aza, matetika voafetra ny famaha ny hazavana eto an-tany noho ny atmosfera. Ny fihovitrovitra ateraky ny rivotra dia mahatonga ny kintana ho toa "mamirapiratra" ary ny sary ho toa mihozongozona. Izany no mahatonga ny teleskaopy habakabaka (toa an'i Hubble na ny Teleskaopy habakabaka James Webb) afaka mamokatra sary maranitra be, ary ny teleskaopy maoderina an-tanety dia mampiasa teknika optika adaptif mba hanitsiana ny fikorontanan'ny atmosfera amin'ny fotoana tena izy.
3. Karazana teleskaopy optika roa lehibe: refractor sy reflector
Ny teleskaopy izay miasa amin'ny hazavana hita maso (optika) dia mizara roa amin'ny ankapobeny:
a) Teleskaopy Refractor
Mampiasa family eo anoloana ny refractor mba hampivily (hanondrika) ny hazavana ary hampifantoka azy amin'ny teboka iray. Mitovy amin'ny an'ny solomaso na fitaratra lehibe ny foto-keviny, saingy lehibe kokoa sy marina kokoa.
Ny tombony azo amin'ny refractor dia ny firafiny somary marin-toerana sy mihidy, izay mampihena ny vovoka sy ny rivotra miditra ao anatin'ny fantsona. Na izany aza, sarotra ny manamboatra refractor lehibe satria mavesatra sy lafo ny family lehibe, ary mety hiteraka aberration chromatic, loko mihodinkodina amin'ny zavatra mamirapiratra vokatry ny halavan'ny onjam-pahazavana mifantoka amin'ny toerana samihafa.
b) Teleskaopy fitaratra (reflector)
Mampiasa fitaratra miendrika concave ny reflector mba hitaratra sy hifantohana amin'ny hazavana. Ny karazana reflector mahazatra indrindra dia ny Newtonian sy Cassegrain. Ny reflector no safidy tsara indrindra ho an'ny teleskaopy matihanina satria azo atao lehibe dia lehibe ny fitaratra nefa tsy misy olana amin'ny aberration chromatic.
Ao amin'ny endrika Newtoniana, ny hazavana dia taratry ny fitaratra voalohany eo anoloan'ny fantsona, avy eo dia taratry ny fitaratra kely mitongilana indray mankany amin'ny maso, na fakantsary, eo amin'ny sisiny. Ao amin'ny endrika Cassegrain, ny hazavana dia taratry ny hazavana mandroso sy miverina amin'ny alàlan'ny lavaka iray ao amin'ny fitaratra voalohany, ka mahatonga ny rafitra ho kely kokoa.
4. Ireo singa manan-danja amin'ny teleskaopy: fifantohana, solomaso, ary fampitomboana
Rehefa voaangona sy voafantotra ny hazavana dia mila "mampiseho" sary ny teleskaopy. Ao amin'ny teleskaopy hita maso, dia ampitomboina amin'ny alalan'ny maso ny sary. Ny maso no family kely izay ijeren'ny maso. Ny fampitomboana ny teleskaopy dia matetika kajy toy izao:
Fampitomboana = halavan'ny fifantohana amin'ny teleskaopy / halavan'ny fifantohana amin'ny maso
Ohatra, ny teleskaopy iray manana halavan'ny fifantohana 1000 mm sy maso 10 mm dia mamokatra fampitomboana 100x.
Saingy tsy ny fampitomboana no zava-dehibe. Raha avo loatra ny fampitomboana raha oharina amin'ny haben'ny fisokafana sy ny toetry ny atmosfera, dia ho maizina sy manjavozavo ny sary. Maro amin'ireo mpaka sary vao manomboka no diso fanantenana amin'ny fikatsahana isa zoom avo lenta, nefa ny zava-dehibe kokoa dia ny fisokafana, ny kalitaon'ny optika, ary ny fahamarinan'ny fametrahana azy.
5. Fametrahana: ny fanalahidy hanarahana ireo zavatra eny amin'ny lanitra
Toa mihetsika eny amin'ny lanitra ireo zavatra eny amin'ny lanitra noho ny fihodinan'ny Tany. Raha tsy apetraka tsara ny teleskaopy dia hiala haingana amin'ny sehatry ny fahitana ireo zavatra, indrindra amin'ny fampitomboana avo lenta.
Misy karazany roa lehibe ny fitoeran-javatra:
– Alt-azimuth: miakatra sy midina (haavo) ary miankavia sy miankavanana (azimuth). Mora ampiasaina ho an'ny vao manomboka, fa ho an'ny astrophotographie, ilaina ny rafitra fanitsiana satria mihodina ny sehatry ny fahitana.
– Ekoatera: ny iray amin'ireo axe dia mifanaraka amin'ny axe fihodinan'ny Tany. Izany dia ahafahan'ny teleskaopy mihetsika amin'ny axe iray mba hanarahana ny fihetsiky ny kintana. Ity toerana ity dia tena ilaina amin'ny fandinihana lalina sy ny fakana sary ny lanitra.
Matetika ny fitaovana maoderina dia misy motera sy rafitra GoTo izay afaka mahita ho azy ny zavatra mifototra amin'ny koordinate.
6. Mpitsikilo maoderina: manomboka amin'ny maso ka hatramin'ny fakantsary sy sensor
Tsy miankina amin'ny fandinihana hita maso fotsiny ny astronomia maoderina. Maro amin'ireo teleskaopy ankehitriny no misy fakantsary CCD na CMOS. Ireo sensor ireo dia maka ny photons ary mamadika azy ireo ho famantarana elektrika. Manana tombony lehibe izany: afaka manangona hazavana mandritra ny fotoana maharitra (long exposures) ireo fakantsary, ka mahatonga zavatra tena manjavozavo ho hita maso, raha azo karakaraina kosa ny angon-drakitra voarakitra mba hanatsarana ny fifanoherana sy hampisehoana antsipiriany.
Ao amin'ny fikarohana, azo hadihadiana amin'ny fomba quantitative ihany koa ny angon-drakitra avy amin'ny sensor: fandrefesana ny famirapiratana (photometry), ny fanaovana sarintany ny toerana sy ny fihetsehana (astrometry), na ny famakafakana ny spectra-n'ny hazavana.
7. Spektroskopia: "mamaky" fampahalalana avy amin'ny hazavana
Tsy fitaovana famoronana sary fotsiny ny teleskaopy, fa "mpanangona hazavana" ho an'ny fitaovana siantifika toy ny spektrografy ihany koa. Ny spektrografy dia manasaraka ny hazavana ho loko isan-karazany, toy ny avana, ary avy eo dia mamakafaka ireo tsipika spektraly ny astronoma mba hamaritana:
- ny firafitry ny kintana na ny nebula,
- mari-pana ambonin'ny tany,
- hafainganam-pandeha manatona/mihetsika (vokatry ny Doppler),
- saha magnetika sy masontsivana ara-batana maro hafa.
Amin'ny alalan'ny spectroscopy, afaka mandalina zavatra izay tsy azo kasihina mivantana isika—avy amin'ny hazavana tonga eo amin'ny teleskaopy fotsiny.
8. Teleskaopy mihoatra ny hazavana hita maso: radio mankany amin'ny taratra X
Mamoaka angovo amin'ny halavan'ny onjam-peo maro izao rehetra izao, fa tsy ny hazavana hita maso fotsiny. Noho izany, misy "karazana teleskaopy" maro mifototra amin'ny spektrum izay jerena:
– Maka onjam-peo ny teleskaopy radio; matetika izy ireo dia maka endrika lovia lehibe. Mety tsara amin'ny fandalinana pulsars, entona interstellar, ary ny mombamomba ny microwave cosmic izy ireo.
– Ny teleskaopy infrarouge dia mandinika zavatra mangatsiaka na rakotra vovoka, toy ny toerana nahaterahan'ny kintana. Teleskaopy infrarouge maro no napetraka eny amin'ny habakabaka na amin'ny toerana avo sy maina.
– Amin'ny ankapobeny, ny teleskaopy ultraviolet, X-ray, ary gamma-ray dia mila apetraka any ivelan'ny atmosfera satria mandray taratra angovo avo lenta ny atmosfera. Ireo teleskaopy ireo dia tena ilaina amin'ny fandalinana trangan-javatra tafahoatra toy ny lavaka mainty, supernovae, ary kintana neutron.
Mitovy ny fomba fiasan'ireo "teleskaopy" tsirairay ireo: manangona taratra, mifantoka na manisy sarintany ny lalana ahatongavany, ary avy eo mirakitra izany amin'ny alalan'ny fitaovana mpitsikilo manokana.
9. Raha fintinina: nahoana no tena zava-dehibe ny teleskaopy?
Azo fintinina ho andraikitra telo lehibe ny fomba fiasan'ny teleskaopy amin'ny astronomia: ny fanangonana hazavana betsaka araka izay azo atao, ny fampitomboana ny fahamarinan'ny antsipiriany (famahanana), ary ny fanovana ny hazavana ho fampahalalana amin'ny alàlan'ny fakantsary sy fitaovana toy ny spectrographs. Miaraka amin'ny fitambaran'ny optika mazava tsara, ny fitaovana fanaraha-maso, ary ny sensor maoderina, ny teleskaopy dia ahafahan'ny olombelona mandalina ny rafitry ny izao rehetra izao, ny tantaran'ny vahindanitra, ary na dia ny toe-javatra ara-batana amin'ny kintana aza.
Fanitarana ny sain'olombelona ny teleskaopy—tsy fitaovana fijerena akaiky kokoa fotsiny, fa fitaovana ara-tsiansa izay manova ny teboka hazavana eny amin'ny lanitra ho fahalalana. Raha efa nijery ny peratra Saturne tamin'ny alalan'ny teleskaopy kely fotsiny ianao, dia efa nahita ny foto-kevitra mitovy amin'ny teleskaopy goavambe eny an-tampon-tendrombohitra: maka ny hazavana izay efa nandeha lavitra be ary manova azy io ho varavarankely mankany amin'ny habakabaka.
