Космические телескопы это кратко

Обновлено: 04.07.2024

Космический телескоп является телескоп расположен за пределами атмосферы . Космический телескоп имеет преимущество перед своим наземным аналогом в том, что его не беспокоит земная атмосфера. Это искажает световое излучение (. инфракрасное, видимое, ультрафиолетовое . ) и поглощает большую его часть (особенно инфракрасное и ультрафиолетовое).

С 1960-х годов достижения в области космонавтики сделали возможным отправлять в космос космические телескопы различных типов, самым известным из которых является космический телескоп Хаббла . Эти инструменты сейчас играют важную роль в сборе информации о далеких планетах, звездах , галактиках и других небесных объектах.

Резюме

Характеристики космического телескопа

Космический телескоп - это телескоп, установленный в космосе для наблюдения за далекими планетами, галактиками и другими небесными объектами.

Космические телескопы можно разделить на две основные категории:

телескопы, которые наблюдают за всем небесным сводом;
телескопы, которые проводят наблюдения на выбранных участках неба.

Орбита

В идеале спутник для астрономических наблюдений должен находиться на орбите как можно дальше от света или электромагнитных помех. Земля и Луна могут быть большим источником беспокойства. Чтобы избежать этого, определенные астрономические спутники помещаются на орбиты, которые удерживают их на постоянном удалении от этих двух звезд: точка Лагранжа L2 сборки Земля-Солнце (например, Планк, Гершель), гелиоцентрическая орбита вслед за Землей в течение нескольких недель. задержка (например, Кеплер). Однако в прошлом большинство спутников находилось на низкой орбите. Некоторые астрономические спутники находятся на земных орбитах с высоким эксцентриситетом (Integral, Granat, XMM-Newton), что позволяет проводить наблюдения за пределами поясов Ван Аллена (частицы внутри поясов мешают измерениям) и имеют длительное время непрерывного наблюдения (большая периодичность ограничивает число прерываний, связанных с проходом за Землей).

Приборы

разрешение

Разрешение телескопов в видимом диапазоне сегодня лучше, чем у наземных телескопов: оно ограничено только полезной нагрузкой существующих ракет-носителей и стоимостью строительства большого космического телескопа. Конструкция тяжелой пусковой установки SLS могла бы позволить запустить космический телескоп, оснащенный зеркалом от 8 до 17 метров (проект Advanced Technology Large-Aperture Space Telescope).

Продолжительность жизни

Спутник для астрономических наблюдений, как и другие спутники, должен оставаться на орбите и быть направлен на наблюдаемый объект для выполнения своей миссии, которая требует использования топлива . Таким образом, срок службы зависит от количества переносимого топлива, поскольку операции по техническому обслуживанию спутника, такие как те, которые выполняются для телескопа Хаббл, слишком дороги, чтобы их можно было рассматривать в обычном случае. Некоторые спутники астрономических наблюдений, такие как инфракрасные телескопы, используют датчики, для которых требуется хладагент (жидкий гелий). Он постепенно заканчивается, что ограничивает время, в течение которого спутник может выполнять свои наилучшие измерения.

Преимущества космического телескопа

Некоторые явления являются препятствиями для астрономических наблюдений с земли: естественная турбулентность воздуха, которая нарушает путь фотонов и снижает качество изображения, сама ограничивает разрешение примерно до одной угловой секунды. Если некоторые наземные телескопы (например, Very Large Telescope) могут уравновесить турбулентность благодаря своей адаптивной оптике . В поле видимого излучения космический телескоп может наблюдать объект в сто раз менее ярким, чем тот, который технически можно наблюдать с земли. Кроме того, большая часть электромагнитного спектра полностью (гамма, X и т. Д.) Или частично ( инфракрасный и ультрафиолетовый ) поглощается атмосферой и поэтому может наблюдаться только из космоса. Наблюдению за светом с земли также все больше мешает световое загрязнение от множества искусственных источников света.

Только видимое излучение и радиочастоты не ослабляются атмосферой Земли. Космическая астрономия играет важную роль для других длин волн . Сегодня это приобрело большое значение благодаря телескопам, таким как Chandra или XMM-Nexton.

Исторический

Первые астрономические обсерватории были всего лишь снарядами, выпущенными зондирующей ракетой для кратковременного выхода из атмосферы; сегодня телескопы выводятся на орбиту на периоды, которые могут варьироваться от нескольких недель (полеты на борту американского космического челнока ) до нескольких лет. Большое количество космических обсерваторий было выведено на орбиту, и большинство из них значительно улучшили наши космологические знания. Некоторые из этих обсерваторий завершили свои миссии, а другие все еще работают. Космические телескопы запускают и обслуживают космические агентства: НАСА , Европейское космическое агентство , Японское космическое агентство и Роскосмос для России .

Астрономические спутники

Обсерватории гамма-излучения

Гамма-телескопы собирают и измеряют высокоэнергетическое гамма-излучение, испускаемое небесными источниками. Это излучение поглощается атмосферой и должно наблюдаться с высотных аэростатов ( баллонных телескопов ) или из космоса. Гамма-излучение может генерироваться сверхновыми , нейтронными звездами , пульсарами и черными дырами . Гамма-извержения, высвобождающие высокие энергии, также были обнаружены без определения их источника.

Рентгеновские космические обсерватории

Рентгеновские телескопы измеряют рентгеновские лучи, испускаемые фотонами высоких энергий. Они не могут проходить через атмосферу и поэтому должны наблюдаться либо из верхних слоев атмосферы, либо из космоса. Некоторые типы небесных объектов излучают рентгеновские лучи от скоплений галактик через черные дыры или активные галактические ядра к галактическим объектам, таким как остатки сверхновых или звезды и двойные звезды с белым карликом. Некоторые тела в солнечной системе излучают рентгеновские лучи, наиболее заметные из них будучи Луной, хотя большая часть рентгеновского излучения Луны исходит от отражения рентгеновских лучей от Солнца. Считается, что комбинация многих неопознанных источников рентгеновского излучения является источником фонового рентгеновского излучения.

Ультрафиолетовые телескопы

Ультрафиолетовые телескопы проводят наблюдения в ультрафиолетовом диапазоне волн, то есть между 100 и 3200 Å . Свет на этих длинах волн поглощается атмосферой Земли, поэтому наблюдения должны проводиться в верхних слоях атмосферы или из космоса. Небесные объекты, излучающие ультрафиолетовое излучение, включают Солнце, другие звезды и галактики.

Телескопы видимого света

Астрономия в видимом свете - древнейшая форма наблюдения за звездами. Это относится к видимому излучению (от 4000 до 8000 Å ). Оптический телескоп, размещенный в космосе, не подвергается деформациям, связанным с присутствием атмосферы Земли, что позволяет получать изображения с более высоким разрешением. Оптические телескопы используются, среди прочего, для изучения звезд , галактик , туманностей и протопланетных дисков .

Инфракрасные телескопы

Инфракрасное излучение имеет меньшую энергию , чем видимый свет и, следовательно , передается более холодными объектами. Это излучение позволяет наблюдать следующие объекты: холодные звезды, в том числе коричневые карлики , туманности и галактики со значительным красным смещением .

Миллиметровые и субмиллиметровые волны

На миллиметровых частотах фотонов очень много, но у них очень мало энергии. Так что собирать придется много. Это излучение позволяет измерять космологический диффузный фон , распределение радиоисточников, а также эффект Сюняева-Зельдовича , а также синхротронное излучение и тормозящее непрерывное излучение нашей Галактики.

Космические радиотелескопы

Атмосфера прозрачна для радиоволн, поэтому радиотелескопы, размещенные в космосе, обычно используются для выполнения интерферометрии на очень длинных базах . Телескоп базируется на Земле, а обсерватория размещается в космосе: путем синхронизации сигналов, собранных этими двумя источниками, моделируется радиотелескоп, размер которого будет равен расстоянию между двумя инструментами. Наблюдения с помощью этого типа инструментов включают остатки сверхновых , гравитационные линзы , мазеры , звездообразующие вспышки галактик и многие другие небесные объекты.

Фамилия	Космическое агентство	Дата выпуска	Конец миссии	Место расположения
Высокоразвитая лаборатория связи и астрономии (HALCA или VSOP)	КАК ЕСТЬ	1997-02-12 12 февраля 1997 г.	2005-11-30 30 ноября 2005 г.	eo00560 Околоземная орбита (560–21 400 км )
РадиоАстрон	ИКИ	2011 г.	-	eo10000 Околоземная орбита ( 10 000 - 390 000 км )
VSOP-2	JAXA	2012-00-00 2012 г.	-	-

Обнаружение частиц

Некоторые космические обсерватории специализируются на обнаружении космического излучения и электронов . Они могут испускаться Солнцем , нашей галактикой ( космическое излучение ) и внегалактическими источниками (внегалактическое космическое излучение). Существует также космическое излучение высокой энергии, испускаемое ядрами активных галактик .

Фамилия	Космическое агентство	Дата выпуска	Конец миссии	Место расположения
Обсерватория астрофизики высоких энергий 3 (HEAO 3)	НАСА	1979-09-20 20 сентября 1979 г.	1981-05-29 29 мая 1981 г.	eo0046.4 Околоземная орбита (486,4–504,9 км )
Бесплатный флаер Astromag (ru)	НАСА	2005-01-01 1 - го января 2005	-	eo00500 Околоземная орбита (500 км )
Полезная нагрузка для исследования антивещества и астрофизики легких ядер (ПАМЕЛА)	ASI , INFN , RSA , DLR и SNSB	2006-05-15 15 мая 2006 г.	-	eo00350 Околоземная орбита (350–610 км )
Альфа-магнитный спектрометр (AMS)	ЕКА и НАСА	2011-04-19 16 мая 2011 г.	-	eo00330 Международная космическая станция (околоземная орбита 330–410 км )

Гравитационные волны

Наблюдение гравитационных волн , предсказываемое общей теорией относительности , - это новая область. Существует проект космической обсерватории eLISA (Evolved Laser Interferometer Space Antenna) Европейского космического агентства, запуск которой не состоится раньше 2034 года, если этот проект будет выбран. В телескопе используется метод интерферометрии .

Главная проблема оптической астрономии — неоднородность земной атмосферы. Области с разной плотностью, скоростью движения воздуха приводят к мерцанию звезд, видимому невооруженным глазом. Это делает космос единственным местом, где телескоп может получить действительно четкое и исчерпывающее представление о Вселенной.

В этом материале рассказывается про самые значимые проекты космических телескопов, тогда как крупнейшим наземным обсерваториям у нас посвящен отдельный обзор.

20 мая 1990 года телескоп сделал первую фотографию звездного скопления NGC 3532.

Орбитальный телескоп провел более 1 млн наблюдений и предоставил данные, которые астрономы использовали, чтобы написать свыше 18 тыс. рецензируемых научных публикаций (от формирования планет до гигантских черных дыр). Эти документы упоминались в других публикациях более 900 тыс. раз.

Благодаря изучению пульсирующих звезд удалось определить возраст нашей Вселенной — 13,8 млрд лет.
В январе 1992 года астрономы подтвердили существование планет за пределами солнечной системы.
Телескоп зафиксировал редкое явление — столкновение кометы Шумейкера-Леви 9 с Юпитером в 1994 году. Это первые в истории фотографии столкновения двух объектов Солнечной системы.

Изображения сделаны 14 февраля 2007 года. На левом видны оранжевые овальные отложения серы вокруг вулкана Пеле. На правом изображении виден большой шлейф, поднимающийся над поверхностью, недалеко от северного полюса (Фото: NASA, ESA, and J. Spencer (SwRI))

Подтвердил предположения о наличии сверхмассивных черных дыр в ядрах Галактик. самый далекий из известных на сегодня космических объектов — галактику GN-z11. Сейчас мы видим ее такой, какой она была 13,4 млрд лет назад.

Галактика GN-z11, показанная на вставке, видна в прошлом на 13,4 млрд лет, всего через 400 млн лет после Большого взрыва, когда возраст Вселенной составлял всего 3% от ее нынешнего возраста. Учитывая расширение Вселенной, сейчас на деле она находится в 32 млрд световых лет от нас (Фото: NASA, ESA, P. Oesch (Yale University))

Подтвердил существование на спутнике Юпитера Ганимеде огромного подземного океана под 150-километровой толщей льда. На основании этого открытия астрономы внесли крупнейший спутник в Солнечной системе в список возможных кандидатов на поиск жизненных форм.
Обнаружил водяной пар на экзопланете K2-18b из обитаемой зоны, а также первую подтвержденную межзвездную комету 2I/Borisov.

Сверхмассивная черная дыра Стрелец A * расположена в центре нашей галактики. По оценкам ученых, ее масса примерно в 4,5 млн раз больше массы нашего Солнца (Фото: NASA)

Снимки, показывающие сильно искаженный остаток сверхновой, названный W49B, позволили ученым предположить присутствие в нем самой последней черной дыры, образовавшейся в галактике Млечный Путь.
В галактике M82 обнаружен новый тип черных дыр.

Изначально аппарат назывался Gamma-ray Large Area Space Telescope или GLAST. Но 26 августа 2008 года NASA переименовало телескоп в честь итальянского физика Энрико Ферми, лауреата Нобелевской премии по физике 1938 года.

Орбитальный телескоп TESS

TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) — космический телескоп, предназначенный для открытия экзопланет транзитным методом (фиксация характерных провалов яркости, вызванных прохождением планеты на фоне звезды). Разработан учеными MIT в рамках Малой исследовательской программы NASA.

Орбитальный телескоп был запущен 18 апреля 2018 года на борту ракеты SpaceX Falcon 9. TESS — первый спутник NASA Astrophysics, запущенный по контракту со SpaceX.

Телескоп наблюдает за космическими объектами с высокоэллиптической околоземной орбиты (HEO). Впервые в качестве силы, стабилизирующей траекторию, используется гравитационное притяжение Луны

В первый год работы телескоп наблюдал Южное полушарие небесной сферы. Участок неба был разбит на 13 секторов, на каждый из которых TESS потратил 27 дней. 18 июля 2019 года первый этап миссии был завершен. По такому же принципу телескоп отработал год и в Северном полушарии. С августа 2020 года аппарат приступил к расширенной миссии, которая продлится, как ожидается, до сентября 2022 года.

В результате TESS охватил своим взглядом около 75% площади неба, открыл порядка 66 подтвержденных экзопланет и зафиксировал свидетельства более чем 2 100 планет-кандидатов, вращающихся вокруг ярких соседних звезд. В будущем уже телескоп Джеймса Уэбба изучит эти планеты-кандидаты и определит, могут ли они поддерживать жизнь.

Чем известен TESS

18 сентября 2018 года группа астрономов во главе с Челси Хуангом из MIT сообщила о первой обнаруженной телескопом экзопланете в системе звезды Pi Mensae на расстоянии около 60 световых лет от Земли.

15 апреля 2019 года в NASA сообщили о первом открытии TESS планеты размером с Землю. Планета HD 21749c составляет около 89% диаметра Земли и вращается вокруг HD 21749, звезды K-типа (т.е. звезды оранжевого цвета с температурой поверхности от 3800 до 5000 К) с массой около 70% Солнца, расположенной на расстоянии 53 световых лет в южном созвездии Ретикулум.Планета скорее всего горячая, с температурой поверхности до 427 °C.
6 января 2020 года NASA объявило об открытии TOI 700 d, первой экзопланеты размером с Землю в обитаемой зоне, обнаруженной TESS. Экзопланета вращается вокруг звезды TOI 700 в 100 световых годах от нас в созвездии Дорадо.
В январе 2021 года ученые определили, что TYC 7037-89-1 — первая из когда-либо обнаруженных шестизвездных систем, в которой все звезды участвуют в затмениях.

Три такие пары составляют недавно открытую шестерную звездную систему под названием TYC 7037-89-1 (Фото: NASA)

У телескопа есть аккаунт в Twitter. Также информацию о деятельности TESS можно найти на странице NASA Exoplanets в Facebook.

Обсерватория состоит из двух зеркальный телескопов: немецкого eROSITA, работающего в мягком рентгеновском диапазоне, и российского ART-XC, работающего в жестком рентгеновском диапазоне. ART-XC — первый в России телескоп с оптикой косого падения.

13 июля 2019 года обсерватория была запущена с космодрома Байконур.

Телескоп Джеймса Уэбба

Телескоп Джеймса Уэбба (JWST) — это амбициозный научный проект орбитальной инфракрасной обсерватории NASA в сотрудничестве с европейскими и канадскими космическими агентствами. Запуск запланирован не ранее ноября 2021 года.

Телескоп разместится в 1,5 млн км от Земли в противоположную от Солнца сторону во второй точке Лагранжа (L2). Он будет видеть около 39% неба в любой момент времени. Поскольку телескоп должен отвернуться от теплых и близких объектов, способных помешать ему, он не сможет наблюдать Солнце, Меркурий, Венеру, Землю или Луну.

Четыре научных инструмента имеют уникальные особенности, которые позволят астрономам изучать различные космические объекты:

У телескопа есть аккаунт в Twitter, YouTube-канал, а также страницы в Instagram и Facebook.

Телескоп Китайской космической станции будет вести наблюдение в ближнем ультрафиолетовом и видимом свете, а также исследовать свойства темной материи, формирование и эволюцию галактик.

Первый телескоп с диаметром главного зеркала 30,5 см, созданный в рамках программы, поднялся в воздух 22 августа 1957 года и достиг высоты 25,3 км. Там блок приборов начал автоматическую съёмку нашего светила в высоком разрешении, а киноплёнку затем проявили на земле. Результат эксперимента впечатлил учёных, и программа получила развитие: изучение Солнца и других объектов стратоскопами продолжалось до 1971 года, после чего они уступили место более совершенным инструментам.

Полёт Stratoscope I в сентябре 1957 года

Первый спутник Orbital Astronomical Observatory на орбите (концепт-арт)

В составе орбитальной станции Skylab (Sky Laboratory) работала большая многоспектральная обсерватория ATM (Apollo Telescope Mount). С её помощью астронавты опять же изучали Солнце. Их наблюдения заставили астрономов пересмотреть отношение к нашему светилу: раньше считалось, что это более или менее спокойное небесное тело с однородной гелиосферой, а на самом деле структура его газовой оболочки оказалась сложной и изменчивой. Кроме того, ATM использовалась для слежения за кометой Когоутека — результаты этих наблюдений помогли подтвердить теорию о том, как именно за пределами Солнечной системы формируются кометы.

Американская орбитальная станция Skylab, снятая со стороны обсерватории ATM (NASA)

8 января выключилась широкоугольная камера Wide Field Camera 3; на поиск неисправности и её устранение ушло девять дней. 28 февраля из-за ошибки в программном коде несколько дней не работала многоспектральная камера ACS (Advanced Camera for Surveys). Пока что наземная команда обслуживания справляется с накапливающимися проблемами, но вряд ли телескоп продержится долго.

Сегодня раздел астрономии, занимающийся изучением экзопланет, переживает бурный расцвет. Если раньше массивные твёрдые тела в звёздных системах находили по косвенному признаку — гравитационному влиянию на собственное светило, — то теперь популярнее всего стал транзитный метод, то есть наблюдение за микрозатмениями звезды. Разумеется, он требует высочайшей точности измерений, и лучший результат получается именно у космических телескопов, поскольку изменение блеска далёких светил сложно различить за колебаниями беспокойной земной атмосферы.

Телескоп - это, по сути, инструмент, позволяющий наблюдать и изучать астрономические объекты на различных частотах электромагнитного спектра, от гамма-лучей до низкочастотных радиоволн (в том числе и видимой длины волны). По длине волны и частоте обнаруживаемого света телескопы можно разделить на различные типы. Но прежде чем углубиться в этот вопрос, давайте вкратце рассмотрим историю телескопов.

Самый ранний известный телескоп в истории появился еще в начале 1600 года в Нидерландах и предположительно был изобретен голландским производителем очков Иоанном Липперсгеем. Однако название "телескоп" не существовало до 1611 года и было придумано греческим математиком Иоаннис Димисианос.

К 1610 году итальянский эрудит Галилео Галилей уже разработал свою собственную улучшенную версию телескопа, с помощью которой он позже обнаружил четыре галилеевых спутника. Затем, примерно в конце 1660-х годов, Иссак Ньютон сконструировал первый в истории телескоп-рефлектор, который теперь известен как ньютоновский рефлектор.

В течение следующих трехсот лет или около того телескопы будут работать только на видимом спектре света, ограничивая, таким образом, объем доступной информации. Такие телескопы обычно называют оптическими. Только в середине 1900-х годов были разработаны телескопы, способные работать в различных длинах электромагнитных спектров волн.

Не все телескопы расположены на земной поверхности. Да, это так. Ряд усовершенствованных телескопов находятся на орбите вокруг Земли в космосе. Эти космические телескопы собирают свет с длинами волн, которые частично или полностью блокированы земной атмосферой.

Наземные телескопы

1. Оптические телескопы

Оптические телескопы собирают свет видимой длины волны (видимой невооруженным глазом) электромагнитного спектра. Это самые старые и наиболее часто используемые телескопы в мире. Пожалуй, самой важной особенностью оптического телескопа является его светосила, которая намного выше, чем у человеческого глаза.

Оптические телескопы можно разделить на три большие категории; рефракторные, рефлекторные и катадиоптрические оптические конструкции. Каждый из них имеет свои плюсы и минусы и имеет различное применение в астрономии.

Рефракционные телескопы

Рефракционные или диоптрические телескопы - это тип оптических телескопов, в которых для создания изображения используются линзы (вместо зеркал). Каждый рефрактор также имеет окуляр, который позволяет телескопу собирать больше света, чем невооруженный глаз человека.

По конструкции преломляющие телескопы можно разделить на четыре типа - Галилейский телескоп, Кеплеровский телескоп, Ахроматический и Апохроматический рефракторы.

Несмотря на то, что сегодня в мире существует всего несколько преломляющих телескопов исследовательского класса, когда-то они пользовались широкой популярностью. С развитием технологии изготовления линз в конце 19 века преломляющие телескопы стали золотым стандартом в астрономических наблюдениях.

Отражающий телескоп

Несмотря на то, что они до сих пор не могут дать "идеальное" изображение, рефлекторы используются почти во всех других исследовательских телескопах из-за их физических достоинств.

Подобно рефракторам, отражающие телескопы можно разделить на три большие категории в зависимости от конструкции - это телескопы григорианского, ньютоновского и кассегреновского типов. Также есть несколько подтипов и специализированных расширений.

Катадиоптрические телескопы

Третий и менее известный тип оптических телескопов - это катадиоптрические телескопы. Они сочетают в себе элементы отражающих и преломляющих телескопов для создания гибридной оптической системы. Хотя такая оптическая система обычно используется в фарах транспортных средств, некоторые типы телескопов и астрономических камер также используют эту установку.

Катадиоптрические телескопы имеют несколько преимуществ перед телескопами других типов, в том числе лучшую коррекцию ошибок из-за более широкого поля зрения. Кроме того, они менее массивны и проще в изготовлении. Немногочисленные примеры катадиоптрических телескопов - телескоп Аргунова – Кассегрена, телескоп Максутова и камера Шмидта.

2. Радиотелескопы

Большая миллиметровая матрица Atacama

Радиотелескопы анализируют астрономические объекты на радиочастотах. Другими словами, они обнаруживают сигналы на длинах радиоволн от удаленных астрономических объектов. Пожалуй, наиболее важным компонентом радиотелескопа является его антенна (тарелка), также известная как параболическая антенна.

Поскольку радиосигналы, которые мы получаем от большинства астрономических тел, слабые, радиотелескопам требуются большие антенны, чтобы собрать достаточно данных, чтобы астрономы могли проводить свои исследования. В некоторых случаях несколько радиотелескопов связаны друг с другом электронным способом, что значительно увеличивает область их поиска (радиоинтерферометрия).

Поскольку большинство радиочастот способно проникать в атмосферу Земли, в космических радиотелескопах нет необходимости. Однако потенциально они могут помочь наземным.

Некоторые из диапазонов частот, которые в настоящее время используются радиотелескопами: Радиолиния нейтрального водорода, 23 ГГц, 33 ГГц, 41 ГГц, 61 ГГц, 94 ГГц, 1406 МГц и 430 МГц.

Коммерческое использование этих частот запрещено во многих странах для выполнения радиоастрономических задач.

Радиоинтерферометрия

В радиоинтерферометрии радиосигналы, захваченные несколькими антеннами на большой площади, объединяются вместе, чтобы максимизировать общее разрешение. Эта техника была представлена еще в 1946 году.

3. Солнечные телескопы

Солнечные телескопы, ранее известные как фотогелиографы, специально разработаны для наблюдения за солнцем в ближнем инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах волн. В отличие от большинства других типов, солнечные телескопы могут работать только в дневное время и обычно располагаются на вершине высокой белой конструкции.

Солнечный телескоп МакМата-Пирса, расположенный в Аризоне (США), является крупнейшим телескопом такого типа. Голландский открытый телескоп и солнечный телескоп Даниэля К. Иноуэ являются хорошими примерами солнечных телескопов.

Космические телескопы

Космический телескоп Хаббла | Изображение предоставлено НАСА.

Затем в 1946 году астрофизик-теоретик Лайман Спитцер из Принстонского университета рассказал о преимуществах такого прибора и о том, как космический телескоп может полностью исключить из телескопических наблюдений атмосферную турбулентность Земли.

Космический телескоп - это научный инструмент, который наблюдает за астрономическими объектами и выполняет другие исследования вне земной атмосферы.

В отличие от наземных телескопов, космические телескопы предлагают более точные наблюдения, поскольку они свободны от какой-либо атмосферной турбулентности и радиационных искажений. Ниже представлены различные типы космических телескопов.

4. Инфракрасные телескопы

Художественная концепция космического телескопа "Спитцер" | Изображение предоставлено НАСА

Инфракрасная астрономия является важной отраслью современной астрофизики. Поскольку большая часть инфракрасного излучения блокируется атмосферой Земли (относительно небольшая длина волны может пробиться сквозь нее), многие инфракрасные телескопы находятся в космосе.

Инфракрасные телескопы способны обнаруживать удаленные астрономические объекты в пыльных районах космоса. Они также играют важнейшую роль в изучении раннего состояния Вселенной. Однако, в отличие от большинства других длин волн, наблюдение на инфракрасной частоте несколько затруднено, поскольку каждое горячее тело испускает инфракрасное излучение.

Легендарный космический телескоп НАСА Спитцер - один из самых важных инфракрасных телескопов космического базирования на сегодняшний день.

5. Ультрафиолетовые телескопы

Атмосфера нашей Земли блокирует попадание на Землю большей части вредной радиации. Сюда входят ультрафиолетовые лучи. По этой причине излучение в ультрафиолетовом диапазоне можно наблюдать только из космоса.

Ультрафиолетовая астрономия позволяет исследователям более внимательно изучать далекие звезды и галактики. Большинство звезд излучают излучение в ближнем инфракрасном или видимом диапазоне длин волн, поэтому в ультрафиолетовом свете они кажутся незначительными. Видны будут только те звезды, которые находятся либо на ранней, либо на поздней стадии эволюции и намного горячее. Фактически, каждый горячий астрономический объект излучает ультрафиолетовое излучение.

Известные ультрафиолетовые космические телескопы

Первым космическим телескопом, способным наблюдать УФ-спектр, была камера/спектрограф в дальнем ультрафиолете, которая была развернута на поверхности Луны миссией Аполлон-16 в 1972 году.

Спектроскопический исследователь дальнего УФ-диапазона НАСА или FUSE и Swift Gamma-Ray Burst Emission являются двумя наиболее яркими примерами ультрафиолетовых телескопов.

Изображение Крабовидной туманности на нескольких длинах волн | Изображение предоставлено НАСА.

6. Рентгеновские телескопы

Рентгеновские телескопы предназначены для изучения очень далеких объектов в рентгеновских частотах. Подобно ультрафиолетовым волнам, частоты рентгеновского излучения блокируются земной атмосферой, поэтому их можно изучать только с помощью космических телескопов.

Основным компонентом рентгеновского телескопа являются зеркала (фокусирующие или коллимирующие), которые собирают излучение и проецируют его на специализированные детекторы. Рентгеновские телескопы с фокусирующими зеркалами нуждаются в длинном фокусе, т.е. зеркала должны располагаться на расстоянии нескольких метров от детекторов.

Известные космические рентгеновские телескопы

С 1960-х годов в космос было выведено почти пятьдесят рентгеновских телескопов. Первый известный рентгеновский спутник UHURU (Ухуру) провел обширные исследования Лебедь X-1 (источник рентгеновского излучения в созвездии Лебедя) и других известных рентгеновских источников. Рентгеновская обсерватория НАСА Чандра, запущенная в 1999 году, стала прорывом в области рентгеновской астрономии.

Чандра в 100 раз более чувствительна к слабым рентгеновским лучам, чем любой другой телескоп до ее запуска. Это стало возможным только благодаря более высокому угловому разрешению ее зеркал. Другими примечательными рентгеновскими обсерваториями являются NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) и японский спутник Hitomi.

7. Микроволновые телескопы

Подобно рентгеновским лучам и ультрафиолетовому излучению, атмосфера Земли поглощает большую часть излучения на длине микроволновой волны, поэтому астрономам приходится полагаться на космические микроволновые обсерватории и телескопы для изучения космических микроволн.

Космические микроволны или космическое фоновое излучение - древнейшее электромагнитное излучение во Вселенной; остатки Большого взрыва. Хотя космические микроволновые телескопы обычно используются для изучения космологии ранней Вселенной, они также могут наблюдать синхротронное излучение и другие явления.

Известные космические микроволновые телескопы

Телескопы, установленные на WMAP NASA (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) и спутнике Planck ЕКА, возможно, единственные два действующих в настоящее время микроволновых телескопа космического базирования. Единственным известным космическим микроволновым телескопом был космический исследователь Cosmic background Explorer или COBE, который отключился в 1993 году.

8. Гамма-телескопы.

Гамма-лучи - самая динамичная форма электромагнитного излучения. В то время как гамма-лучи низкой энергии (в диапазоне МэВ) производятся солнечными вспышками, гамма-лучи высокой энергии (ГэВ), с другой стороны, генерируются только в результате экстремальных событий за пределами нашей солнечной системы, таких как сверхсветовой взрыв звезды и т. д. поэтому гамма-лучи важны для различных внегалактических исследований.

Однако их гораздо труднее наблюдать, чем рентгеновские волны. Фактически, на сегодняшний день не существует специализированного гамма-телескопа. Вместо этого астрономы используют вторичные средства для обнаружения потока гамма-лучей в небе, то есть черенковское излучение.

Хотя земная атмосфера действует как барьер для гамма-лучей, во многих случаях их можно наблюдать из нескольких наземных обсерваторий, включая HESS, HAWC и VERITAS.

Известные гамма-телескопы

В настоящее время существует только пять действующих космических телескопов, которые наблюдают за частотой гамма-излучения. Орбитальная обсерватория НАСА Swift, запущенная в 2004 году, обнаруживает загадочные гамма-всплески со всей Вселенной. Еще одна обсерватория NASA, Ферми, специально разработана для наблюдения высокоэнергетических вспышек пульсаров и черных дыр.

В то время как большинство космических спутников наблюдают или слушают только определенную длину волны, существует несколько многоволновых телескопов, которые могут собирать информацию из более чем одного участка электромагнитного спектра одновременно. Космический телескоп Хаббла является прекрасным примером таких телескопов. Он может наблюдать в ближнем инфракрасном, видимом и ультрафиолетовом диапазонах.

Читайте также: