КУРС ЗАГАЛЬНОЇ АСТРОНОМІЇ - С. М. АНДРІЄВСЬКИЙ 2007

Частина IV

ОСНОВИ ТЕОРЕТИЧНОЇ ТА ПРАКТИЧНОЇ АСТРОФІЗИКИ

Розділ 9

ТЕЛЕСКОПИ

9.5. Телескопи 14-, УФ- та Х-діапазону

У наш час реєструють і вивчають випромінювання усіх частот, зокрема в інфрачервоному (ІЧ), ультрафіолетовому (УФ) та рентгенівському (X) діапазонах. Для кожного випадку розроблені певні типи телескопів та методи реєстрації.

Інфрачервона астрономія. Інтервал хвиль від 7500 А до 1 мм називається інфрачервоною частиною спектра. Він поділяється на чотири окремі ділянки: близька (0,75—1,50 мкм), середня (1,5—20,0 мкм), далека (20—300 мкм) і дуже далека (300—1000 мкм). Останню ще називають субміліметровою ділянкою спектра і вивчають також за допомогою радіоастрономічних приладів (див. підрозділ 9.4).

При дослідженнях у близькій і середній інфрачервоних ділянках використовують звичайні телескопічні системи — рефрактори і рефлектори. Проте об'єктиви виготовляють зі спеціальних сортів скла, які є достатньо прозорими для ІЧ-випромінювання.

Оскільки земна атмосфера істотно поглинає інфрачервоне випромінювання (тут є усього шість ділянок, де прозорість досягає 70—80%), то для спостережень, зокрема в діапазонах з λ > 13 мкм, інструменти підіймають у верхні шари атмосфери за допомогою балонів або виводять за її межі ракетно-космічною технікою. Труднощі тут ще й у тому, що більшість приймачів ІЧ-випромінювання (див. розділ 10) працює при температурі зрідженого гелію (4,2 К). Це є необхідним для того, щоб теплове випромінювання матеріалу самого приймача не заважало реєстрації слабкого сигналу від космічного інфрачервоного джерела.

Сьогодні у світі активно працюють декілька великих наземних телескопів, які спеціально були спроектовані для ІЧ спостережень. Усі вони встановлені високо в горах, щоб уникати сильного поглинання ІЧ випромінювання водяною парою, яка є в густих приземних шарах атмосфери. Проте найкращі результати одержують, встановлюючи телескопи за межами земної атмосфери. Перший космічний ІЧ телескоп (діаметр дзеркала 57 см, станція IRAS), розпочав свою роботу на навколоземній орбіті в 1983 р. Починаючи з 1995 р., упродовж двох років такі спостереження проводили за допомогою європейської космічної обсерваторії ISO за допомогою телескопа з діаметром дзеркала 60 см.

Ультрафіолетова астрономія. Для спостережень у середньому та близькому ультрафіолеті (1200 А ≤ λ ≤ 3900 А) використовують звичайні телескопи з алюмінійованими дзеркалами, але тому, що при зменшенні довжини хвилі коефіцієнт відбивання алюмінієвого шару різко зменшується, випромінювання з довжинами хвиль λ < 1600 А реєструються за допомогою лічильників Гейгера-Мюллера. Для виділення окремих спектральних діапазонів перед лічильником фотонів встановлюють спеціальний фільтр з фтористого літію або фтористого кальцію.

Для спостережень в УФ діапазоні на довжинах 100 А ≤ λ ≤ 3000 А телескоп необхідно виносити за межі атмосфери. Так, у 1999 р. космічна обсерваторія FUSE розпочала обстеження неба в інтервалі довжин хвиль 900— 1200 А. А перший космічний ультрафіолетовий телескоп виведено на орбіту у 1962 р.

З 1990 р. існує універсальний інструмент, за допомогою якого проводять оптичні, УФ і ІЧ спостереження. Це HST — космічний телескоп Хаббла, діаметр дзеркала 2.4 м. Бортова приймальна апаратура забезпечує проведення спостережень на довжинах хвиль від 1150 А до 1 мм.

Рентгенівська астрономія. Зображення рентгенівських джерел у діапазоні від 120 А до 0,1 А отримують за допомогою камери-обскури або дзеркального телескопа з ковзними променями (рис. 9.13), в якому поглинання рентгенівських променів матеріалом дзеркала порівняно невелике. Такий телескоп є поєднанням двох дзеркал — параболоїда обертання і гіперболоїда обертання. Промінь відбивається від першого дзеркала під кутом усього близько 1° до відбивної поверхні, потрапляє на друге дзеркало, а після цього — у фокальну площину, де і будується зображення (наприклад, Сонця). Усі ж інші промені, що ідуть ближче до головної осі дзеркала, затримуються діафрагмою (непрозорим екраном).

image84

Рис. 9.13. Схема комбінованого дзеркала рентгенівського телескопа-рефлектора; Lp і LH — геометричні розміри параболічної і гіперболічної частин дзеркала відповідно

Ефективним приймачем рентгенівського випромінювання є трубчастий коліматор. Тут перед лічильником рентгенівських квантів встановлюють батарею тонких трубок, стінки яких відіграють роль екранів, що обмежують досліджувану ділянку неба. І якщо довжина трубки у 57 разів більша від її діаметра, то коліматор виділяє на небесній сфері поле радіусом 1°.

Рентгенівське випромінювання Сонця та інших космічних об'єктів інтенсивно вивчають, починаючи з 1970 р., за допомогою одинадцяти космічних рентгенівських обсерваторій. Уперше рентгенівське випромінювання Сонця зареєстровано у 1948 р.

Діапазон λ < 0,1 А (енергія квантів E > 0,12 МеВ) — царина гамма-астрономії. Реєстрація космічних гамма-квантів — дуже складна проблема, оскільки детектори γ-квантів здатні також реєструвати і потоки заряджених частинок — космічних променів, фон яких у 104 разів перевищує фон γ-випромінювання. Тут використовують три типи детекторів γ-випромінювання: сцинтиляційні і черенкіdські лічильники, ядерні емульсії та іскрові камери.






Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити

Віртуальна читальня освітніх матеріалів для студентів, вчителів, учнів та батьків.

Наш сайт не претендує на авторство розміщених матеріалів. Ми тільки конвертуємо у зручний формат матеріали з мережі Інтернет які знаходяться у відкритому доступі та надіслані нашими відвідувачами.

Всі матеріали на сайті доступні за ліцензією Creative Commons Attribution-Sharealike 3.0 Unported CC BY-SA 3.0 та GNU Free Documentation License (GFDL)

Якщо ви являєтесь володарем авторського права на будь-який розміщений у нас матеріал і маєте намір видалити його зверніться для узгодження до адміністратора сайту.

Дозволяється копіювати матеріали з обов'язковим гіпертекстовим посиланням на сайт, будьте вдячними ми приклали багато зусиль щоб привести інформацію у зручний вигляд.

© 2007-2019 Всі права на дизайн сайту належать С.Є.А.