Πέμπτη, 5 Ιανουαρίου 2017

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΡΑΣΙΤΕΧΝΙΚΗ ΑΣΤΡΟΝΟΜΙΑ ΜΕΡΟΣ 2ο

Επικοινωνία και παρατηρήσεις: mantheos77@gmail.com
Εδώ το πρώτο μέρος


Ουράνιες συντεταγμένες - Ιστορία και ανάπτυξη του τηλεσκοπίου - Τα τηλεσκόπια σήμερα.

Ουράνιες συντεταγμένες

Οι Ουράνιες συντεταγμένες, ή ουρανογραφικές συντεταγμένες, είναι εκείνες που προσδιορίζουν την θέση ενός ουρανίου σώματος στην ουράνια σφαίρα. Είναι αντίστοιχες με τις γεωγραφικές συντεταγμένες ενός τόπου στην επιφάνεια της Γήινης σφαίρας. Tο σύστημα των συντεταγμένων αυτών βασίζεται στον ουράνιο ισημερινό*. Οι ουράνιες συντεταγμένες είναι η απόκλιση αστέρος (declination)  που μετριέται σε μοίρες και η Ορθή αναφορά που μετριέται πάνω στον ουράνιο ισημερινό σε χρόνο (00h 00' 00").

Τι είναι τηλεσκόπιο;

Το τηλεσκόπιο είναι ένα όργανο σχεδιασμένο για την παρατήρηση μακρινών αντικειμένων μέσω της συλλογής ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Τα πρώτα γνωστά σχεδόν λειτουργικά τηλεσκόπια ανακαλύφθηκαν στις Κάτω Χώρες στις αρχές του 17ου αιώνα. Η λέξη τηλεσκόπιο είναι σύνθετη, με πρώτο συνθετικό το τηλε- και δεύτερο συνθετικό το -σκόπιο, από το ρήμα σκοπώ, το οποίο στα αρχαία ελληνικά σημαίνει παρατηρώ προσεκτικά, εξετάζω. Η πατρότητα του όρου αποδίδεται στον Έλληνα μαθηματικό Ιωάννη Δημησιάνο και αναφέρθηκε για πρώτη φορά από τον ιδρυτή και πρόεδρο της ιταλικής επιστημονικής Ακαδημίας των Λυγκών, Φεντερίκο Τσέζι, κατά τη διάρκεια συμποσίου παρόντος του Γαλιλαίου. Ο ελληνικός όρος «τηλεσκόπιο» στη συνέχεια μεταφράστηκε ως «telescopium» στα λατινικά, «telescopio» στα ιταλικά και «telescope» στα αγγλικά.

Η ιστορία του τηλεσκοπίου

Η εφεύρεση: Το τηλεσκόπιο εφευρέθηκε το 1608 στην Ολλανδία και η αρχική του εφεύρεση αποδίδεται στον Χανς Λιπερσέι και στον Ζακαρίας Γιάνσεν, αμφότεροι οπτικοί της ολλανδικής κωμόπολης Μίντελμπουρχ, και επίσης στον Τζέιμς Μέτιους. Τα αρχικά ολλανδικά τηλεσκόπια ήταν όλα διοπτρικά και αποτελούνταν από κοίλο φακό. Πολλά τηλεσκόπια κατασκευάστηκαν στην Ολλανδία το 1608 και έτσι δεν άργησε το επαναστατικό αυτό οπτικό όργανο να διαδοθεί στην υπόλοιπη Ευρώπη. Όμως νωρίτερα (την δεκαετία του 1550) ένας άλλος εφευρέτης, ο Άγγλος Λέοναρντ Ντιγκς είχε δημιουργήσει ένα πρωτόγονο όργανο με έναν συνδυασμό κατόπτρων (καθρεφτών) και φακών, που μπορούσε να καθρεφτίσει και να μεγεθύνει τα μακρινά αντικείμενα. Ωστόσο υπήρξε διαμάχη για την αποτελεσματικότητα του.
Το τηλεσκόπιο αυτό ονομάζεται διοπτρικό.

Η εξέλιξη του τηλεσκοπίου: Ο Γαλιλαίος, ο οποίος είχε ξεκινήσει να δείχνει τεράστιο ενδιαφέρον για το επίτευγμα αυτό των Ολλανδών κατά τη διάρκεια ταξιδιού στην Βενετία, προσάρμοσε το τηλεσκόπιο για αστρονομικούς σκοπούς χρησιμοποιώντας αποκλίνοντα φακό στη θέση του προσοφθάλμιου φακού. Ο Γαλιλαίος έγινε έτσι ένας από τους πρώτους ανθρώπους που χρησιμοποίησαν το τηλεσκόπιο για αστρονομικές παρατηρήσεις. Παρ' όλα αυτά, ο Άγγλος αστρονόμος Τόμας Χάρριοτ (αγγλ: Thomas Harriot) είναι ίσως ο πρώτος αστρονόμος που χρησιμοποίησε τηλεσκόπιο για ουράνιες παρατηρήσεις· είχε πραγματοποιήσει παρατηρήσεις της Σελήνης μέσω τηλεσκοπίου το 1609, πριν από τον Γαλιλαίο. Με τα μικρά διοπτρικά τηλεσκόπια του που ο ίδιος κατασκεύασε, ο Γαλιλαίος ανακάλυψε το 1610 τους τέσσερις μεγαλύτερους δορυφόρους του Δία, μελέτησε το 1611 τις φάσεις της Αφροδίτης και συνέβαλε σε πολύ σημαντικό βαθμό στην ανάπτυξη των τηλεσκοπίων και της αστρονομίας.


Γαλιλαίος Γαλιλέι.Portrait by Giusto Sustermans



Ένα από τα τηλεσκόπια που κατασκεύασε και χρησιμοποίησε ο Γαλιλαίος.


Οι φακοί των τηλεσκοπίων λειτουργούν ως πρίσμα, διασπώντας το φως στα εφτά χρώματα. Αυτό προκαλεί χρωματική εκτροπή, δηλαδή έγχρωμες φωτεινές λωρίδες γύρω από το αντικείμενο. Ο Νεύτωνας κατασκεύασε ένα νέο τύπο τηλεσκοπίου που χρησιμοποιούσε καθρέφτες-κάτοπτρα και όχι φακούς, εξαλείφοντας αυτό το πρόβλημα.

Το τηλεσκόπιο που κατασκεύασε ο Νεύτωνας ονομάζεται νευτώνειο ή κατοπτρικό.


Το τηλεσκόπιο που κατασκεύασε και χρησιμοποιήσε ο Νεύτωνας.





Το κατοπτρικό-νευτώνιο τηλεσκόπιο χρησιμοποιεί 2 κάτοπτρα.Το ένα από τα 2 κάτοπτρα ονομάζεται πρωτεύον και το άλλο δευτερεύον.


Εκτός από τα διοπτρικά και τα νευτώνεια-κατοπτρικά  υπάρχει και άλλη μία κατηγορία τα Cassegrain.

Τα Cassegrain χωρίζονται σε διάφορες κατηγορίες όπως: Τα κλασσικά Cassegrain ,
τα Dall-Kirkham , Ritchey-Chrétien αλλά και τα Καταδιοπτρικά Cassegrain.
καταδιοπτρικά Cassegrain χωρίζονται και αυτά σε κατηγορίες:  
Schmidt-Cassegrain, Maksutov-Cassegrain, Argunov-Cassegrain, Klevtsov-Cassegrain.
Τα πιο γνωστά  Cassegrain σήμερα είναι τα Maskutov (Mak) και τα Schmidt (SCT).

Τα τηλεσκόπια σήμερα

Τα τηλεσκόπια που χρησιμοποιούνται σήμερα για επιστημονικούς σκοπούς σαφώς είναι πολύ μεγαλύτερα (αλλά και με καλύτερα οπτικά) από τα τηλεσκοπία που χρησιμοποίησε ο Νεύτωνας και ο Γαλιλαίος.

Χαρακτηριστικό παράδειγμα τηλεσκοπίων που χρησιμοποιούνται  για επιστημονικούς σκοπούς είναι τα  τηλεσκόπια του ESO στην Χιλή στο παρατηρητήριο Paranal (εικόνα κάτω).


 Συνήθως οι ερασιτέχνες αστρονόμοι βέβαια δεν έχουν πρόσβαση σε τέτοια τηλεσκόπια αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι ερασιτέχνες αστρονόμοι με δικά τους τηλεσκόπια δεν μπορούν να συλλέξουν πολύτιμα επιστημονικά δεδομένα!

Οι ερασιτέχνες χρησιμοποιούν τηλεσκόπια (και κιάλια) διάφορων διαμέτρων.


Ένα τυπικό διοπτρικό 4 ιντσών αχρωματικό**  τηλεσκόπιο.




Ένα Maksutov-Cassegrain 4 ιντσών.





Νευτώνειο τηλεσκόπιο 8 ιντσών


Η επιλογή του τηλεσκοπίου εξαρτάται από :
Τα χρήματα που διαθέτει ο αγοραστής.
Τον όγκο και το βάρους που μπορεί να μεταφέρει.
Το τι θέλει να παρατηρεί.
Αλλά και το από που κυρίως θα παρατηρεί τον νυχτερινό ουρανό.

Κάποια πράγματα για κάθε μια από τις κατηγορίες τηλεσκοπίων:

Διοπτρικά: Πλεονεκτήματα: Όλα τα διοπτρικά είναι στιβαρά, δεν απαιτούν πολύ, καμιά φορά και καθόλου, συντήρηση και έχουν σφραγισμένους σωλήνες που δεν αφήνουν την σκόνη να περάσει, και μειώνουν και τα ρεύματα του αέρα που υποβαθμίζουν την ποιότητα του ειδώλου.
Μειονεκτήματα: Τα διοπτρικά τηλεσκόπια είναι συνήθως μικρής διαμέτρου, από 3 έως 5 ίντσες. Για πολλές περιπτώσεις η διάμετρος αυτή είναι μικρή. Αδύνατα αντικείμενα όπως οι γαλαξίες και τα νεφελώματα θα εμφανίζονται πολύ αμυδρά, αν καταφέρετε να τα δείτε καθόλου. Τα διοπτρικά συνήθως χρειάζονται ένα διαγώνιο καθρέπτη στο προσοφθάλμιο για άνετη παρατήρηση. Ο καθρέπτης αυτός αντιστρέφει το είδωλο οριζοντίως, δυσκολεύοντας την σύγκριση με τους χάρτες. Τέλος τα διοπτρικά τηλεσκόπια καλής ποιότητας κοστίζουν περισσότερο ανά ίντσα διαμέτρου από οποιοδήποτε άλλο τύπο τηλεσκοπίου.

Κατοπτρικά: Πλεονεκτήματα: Ένα κατοπτρικό προσφέρει την καλύτερη σχέση τιμής / απόδοσης. Είναι αρκετά απλό ώστε να το κατασκευάσετε και μόνοι σας ή να πειραματιστείτε με ένα έτοιμο. Η οπτική ποιότητα μπορεί να είναι πολύ υψηλή.
Μειονεκτήματα: Τα κατοπτρικά απαιτούν περισσότερη φροντίδα και συντήρηση. Ο σωλήνας είναι ανοικτός στον αέρα, το οποίο σημαίνει ότι μαζεύει σκόνη στα οπτικά ακόμα κι αν είναι αποθηκευμένο και συσκευασμένο. (Αν και μια μικρή ποσότητα σκόνης δεν έχει επιπτώσεις στην απόδοση). Τα κάτοπτρα χρειάζονται περιστασιακά ρύθμιση για να είναι σωστά ευθυγραμμισμένα, μια απλή αλλά βαρετή διαδικασία.

Καταδιοπτρικά: Πλεονεκτήματα: Το μεγάλο συν αυτών των τηλεσκοπίων είναι στη μεταφορά, ευκολία χρήσης και ηλεκτρονικών που τα καθιστούν πολύ κατάλληλα για αστροφωτογράφιση (ειδικά για CCD)
Μειονεκτήματα: Η εικόνα αυτών των τηλεσκοπίων είναι λιγότερο ευκρινής από ένα ανάλογο κατοπτρικό ή διοπτρικό τηλεσκόπιο.  Επίσης, το κόστος είναι αρκετά πιο υψηλό σε σχέση με ένα κατοπτρικό τηλεσκόπιο της ίδιας διαμέτρου.


-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

*Ουράνιος Ισημερινός είναι η επέκταση του Ισημερινού στην Ουράνια Σφαίρα. Χωρίζει την Ουράνια 
Σφαίρα σε δύο ίσα ημισφαίρια. Τέμνεται με την Εκλειπτική σε δύο σημεία.
**Τα διοπτρικά τηλεσκόπια χωρίζονται σε 2 κατηγορίες τα αχρωματικά και τα αποχρωματικά. Τα αχρωματικά (Τηλεσκόπια με 2 φακούς) έχουν χρωματικό σφάλμα δηλαδή γύρω από φωτεινά αντικείμενα εμφανίζεται μπλε-κόκκινο χρώμα, τα αποχρωματικά (Τηλεσκόπια με 3 φακούς ) δεν έχουν χρωματικό σφάλμα.