Moderne astronomske opservatorije. Značenje opservatorije: moderne zemaljske opservatorije u Collierovom rječniku

Sadržaj članka

OPZERVATORIJA, institucija u kojoj naučnici posmatraju, proučavaju i analiziraju prirodne pojave. Najpoznatije su astronomske opservatorije za proučavanje zvijezda, galaksija, planeta i drugih nebeskih objekata. Postoje i meteorološke opservatorije za posmatranje vremena; geofizičke opservatorije za proučavanje atmosferskih pojava, posebno aurore; seizmičke stanice za bilježenje vibracija pobuđenih u Zemlji od potresa i vulkana; opservatorije za posmatranje kosmičkih zraka i neutrina. Mnoge opservatorije opremljene su ne samo serijskim instrumentima za snimanje prirodnih fenomena, već i jedinstvenim instrumentima koji pružaju najveću osjetljivost i tačnost u specifičnim uvjetima posmatranja.

U ranijim vremenima opservatorije su se po pravilu gradile u blizini univerziteta, ali su se potom počele nalaziti na mjestima sa najboljim uslovima za posmatranje pojava koje se proučavaju: seizmičke opservatorije - na obroncima vulkana, meteorološke opservatorije - ravnomjerno preko globus, auroralne opservatorije (za posmatranje aurora) - na udaljenosti od oko 2000 km od magnetnog pola sjeverne hemisfere, gdje prolazi traka intenzivnih aurora. Astronomske opservatorije, koje koriste optičke teleskope za analizu svjetlosti iz kosmičkih izvora, zahtijevaju čistu, suhu atmosferu bez vještačke svjetlosti, pa se obično grade visoko u planinama. Radio opservatorije se često nalaze u dubokim dolinama, zaštićene sa svih strana planinama od vještačkih radio smetnji. Međutim, s obzirom da opservatorije zapošljavaju kvalifikovano osoblje i naučnici redovno dolaze, kad god je to moguće, nastoje da opservatorije lociraju nedaleko od naučnih i kulturnih centara i transportnih čvorišta. Međutim, razvoj komunikacija čini ovaj problem sve manje relevantnim.

Ovaj članak je o astronomskim opservatorijama. Dodatne informacije o opservatorijama i naučnim stanicama drugih tipova opisane su u člancima: EKSTRAATMOSFERNA ASTRONOMIJA; VOLCANOES; GEOLOGIJA; ZEMLJOTRESI; KOSMIČKE ZRAKE; METEOROLOGIJA I KLIMATOLOGIJA; NEUTRINSKE ASTRONOMIJE; RADAR ASTRONOMY; RADIO ASTRONOMIJA; SEIZMOLOGIJA.

ISTORIJA ASTRONOMSKIH OPZERVATORIJA I TELESKOPA

Drevni svijet.

Malo se zna o astronomskim instrumentima koji su se koristili prije Ptolomejeve ere (oko 100. - oko 170. godine nove ere). Ptolomej je zajedno sa drugim naučnicima sakupio u ogromnoj biblioteci Aleksandrije (Egipat) mnoge raštrkane astronomske zapise napravljene u raznim zemljama tokom prethodnih vekova. Koristeći Hiparhova i svoja zapažanja, Ptolomej je sastavio katalog položaja i sjaja 1022 zvijezde. Slijedeći Aristotela, postavio je Zemlju u centar svijeta i vjerovao da se sve svjetiljke okreću oko nje. Zajedno sa svojim kolegama, Ptolomej je izvršio sistematska posmatranja zvijezda u pokretu (Sunce, Mjesec, Merkur, Venera, Mars, Jupiter, Saturn) i razvio detaljnu matematičku teoriju kako bi predvidio njihov budući položaj u odnosu na “fiksne” zvijezde. Uz njegovu pomoć, Ptolomej je izračunao tablice kretanja svjetiljki, koje su se tada koristile više od hiljadu godina.

Za mjerenje neznatno različitih veličina Sunca i Mjeseca, astronomi su koristili ravnu šipku s kliznim tražilom u obliku tamnog diska ili ploče s okruglom rupom. Posmatrač je usmjerio šipku na metu i pomjerao nišan duž nje, osiguravajući da rupa tačno odgovara veličini svjetiljke.

Ptolomej i njegove kolege poboljšali su mnoge astronomske instrumente. Sprovodeći pažljiva posmatranja sa njima i koristeći trigonometriju pretvarajući instrumentalna očitavanja u uglove položaja, doveli su tačnost merenja na približno 10°.

Srednje godine.

Zbog političkih i društvenih prevrata kasne antike i ranog srednjeg vijeka, razvoj astronomije na Mediteranu je stao. Ptolomejevi katalozi i tabele su preživjeli, ali je sve manje ljudi znalo kako ih koristiti, a opažanja i bilježenje astronomskih događaja postajali su sve rjeđi.

Međutim, na Bliskom istoku i centralnoj Aziji, astronomija je procvjetala i izgrađene su opservatorije. U 8. veku. Abdallah al-Mamun je osnovao Kuću mudrosti u Bagdadu, sličnu Aleksandrijskoj biblioteci, i uspostavio povezane opservatorije u Bagdadu i Siriji. Tamo je nekoliko generacija astronoma proučavalo i razvijalo Ptolomejevo djelo. Slične institucije cvetale su u 10. i 11. veku. u Kairu.

Kulminacija tog doba bila je gigantska opservatorija u Samarkandu (danas Uzbekistan). Tamo je Ulukbek (1394–1449), unuk azijskog osvajača Tamerlana (Timura), sagradio ogroman sekstant poluprečnika 40 m u obliku južno orijentisanog rova ​​širine 51 cm sa mermernim zidovima i posmatrao Sunce sa neviđena tačnost. Koristio je nekoliko manjih instrumenata za posmatranje zvijezda, Mjeseca i planeta.

Preporod.

Kada je u islamskoj kulturi 15.st. Astronomija je cvetala, Zapadna Evropa je ponovo otkrila ovu veliku tvorevinu antičkog sveta.

Copernicus.

Nikola Kopernik (1473–1543), inspirisan jednostavnošću principa Platona i drugih grčkih filozofa, gledao je s nepoverenjem i uzbunom na Ptolemejev geocentrični sistem, koji je zahtevao glomazne matematičke proračune da bi objasnio prividna kretanja svetila. Kopernik je predložio, zadržavajući Ptolomejev pristup, da se Sunce postavi u centar sistema, a da se Zemlja smatra planetom. To je uvelike pojednostavilo stvar, ali je izazvalo duboku revoluciju u svijesti ljudi.

Quiet Brahe.

Danski astronom T. Brahe (1546–1601) bio je obeshrabren činjenicom da je Kopernikova teorija preciznije predvidjela položaj svjetiljki od Ptolomejeve teorije, ali ipak nije sasvim tačna. Vjerovao je da će točniji opservacijski podaci riješiti problem i uvjerio je kralja Fridrika II da mu da Fr. Ven blizu Kopenhagena. Ova opservatorija, nazvana Uraniborg (Zamak na nebu), sadržavala je mnoge stacionarne instrumente, radionice, biblioteku, hemijsku laboratoriju, spavaće sobe, trpezariju i kuhinju. Tycho je čak imao svoju fabriku papira i štampariju. Godine 1584. sagradio je novu zgradu za posmatranje - Stjerneborg (Zvjezdani dvorac), gdje je sakupio najveće i najnaprednije instrumente. Istina, radilo se o instrumentima iste vrste kao u vrijeme Ptolomeja, ali je Tycho značajno povećao njihovu preciznost zamjenom drveta metalima. Uveo je posebno precizne nišane i vage, te osmislio matematičke metode za kalibraciju opservacija. Tycho i njegovi pomoćnici, posmatrajući nebeska tijela golim okom, postigli su svojim instrumentima tačnost mjerenja od 1 " . Oni su sistematski mjerili položaje zvijezda i posmatrali kretanje Sunca, Mjeseca i planeta, prikupljajući opservacijske podatke sa neviđenom upornošću i preciznošću.

Rad Tiha i Keplera predvidio je mnoge karakteristike moderne astronomije, kao što je organizacija specijalizovanih opservatorija uz podršku vlade; dovođenje instrumenata, čak i tradicionalnih, do savršenstva; podjela naučnika na posmatrače i teoretičare. Uspostavljeni su novi principi rada zajedno sa novom tehnologijom: teleskop je došao da pomogne oku u astronomiji.

Pojava teleskopa.

Prvi refrakcioni teleskopi.

Godine 1609. Galileo je počeo koristiti svoj prvi teleskop domaće izrade. Galilejeva zapažanja otvorila su eru vizuelnog istraživanja nebeskih tijela. Teleskopi su se ubrzo proširili širom Evrope. Znatiželjnici su ih sami pravili ili naručivali od majstora i postavljali male lične opservatorije, najčešće u svojim domovima.

Galilejev teleskop je nazvan refraktor jer se zraci svjetlosti u njemu lome (lat. refractus - lomljeni), prolazeći kroz nekoliko staklenih sočiva. U najjednostavnijem dizajnu, prednja leća-objektiv sakuplja zrake u žarišnoj tački, stvarajući sliku objekta tamo, a sočivo okulara smješteno u blizini oka koristi se kao povećalo za gledanje ove slike. U Galileovom teleskopu, okular je bio negativno sočivo, dajući direktnu sliku prilično niske kvalitete s malim vidnim poljem.

Kepler i Descartes su razvili teoriju optike, a Kepler je predložio dizajn teleskopa sa obrnutom slikom, ali sa mnogo većim vidnim poljem i uvećanjem od Galilea. Ovaj dizajn je brzo zamijenio prethodni i postao standard za astronomske teleskope. Na primjer, 1647. godine, poljski astronom Jan Hevelius (1611–1687) koristio je Keplerove teleskope duge 2,5–3,5 metara za promatranje Mjeseca. Najprije ih je postavio u malu kupolu na krovu svoje kuće u Gdanjsku (Poljska), a kasnije na mjestu sa dvije osmatračnice, od kojih je jedna bila rotirajuća.

U Holandiji su Kristijan Hajgens (1629–1695) i njegov brat Konstantin izgradili veoma dugačke teleskope sa sočivima prečnika samo nekoliko inča, ali sa ogromnim žižnim daljinama. Ovo je poboljšalo kvalitet slike, iako je otežavalo rad s alatom. U 1680-im godinama, Huygens je eksperimentirao sa 37-metarskim i 64-metarskim "zračnim teleskopima", čija su sočiva postavljena na vrh jarbola i okretana pomoću dugačkog štapa ili užadi, a okular se jednostavno držao u rukama.

Koristeći sočiva D. Campania, J.D. Cassini (1625–1712) u Bolonji i kasnije u Parizu vršili su posmatranja vazdušnim teleskopima dužine 30 i 41 m, pokazujući svoje nesumnjive prednosti, uprkos teškoći rada sa njima. Promatranja su bila u velikoj mjeri otežana vibracijom jarbola sa sočivom, teškoćama usmjeravanja uz pomoć užadi i sajli, kao i nehomogenošću i turbulentnošću zraka između sočiva i okulara, koja je bila posebno jaka u odsustvo cijevi.

Newton, reflektirajući teleskop i teorija gravitacije.

U kasnim 1660-im, I. Newton (1643–1727) pokušao je da otkrije prirodu svjetlosti u vezi s problemima refraktora. Pogrešno je odlučio da hromatska aberacija, tj. Nemogućnost sočiva da prikupi zrake svih boja u jedan fokus je u osnovi neuklonjiva. Stoga je Newton izgradio prvi funkcionalni reflektirajući teleskop, u kojem je ulogu objektiva umjesto sočiva igralo konkavno ogledalo koje prikuplja svjetlost u fokusu gdje se slika može promatrati kroz okular.

Sat, mikrometar i teleskopski nišan.

Ništa manje važno od poboljšanja optičkog dijela teleskopa bilo je poboljšanje njegovog nosača i opreme. Za astronomska mjerenja postali su neophodni satovi s klatnom, sposobni da rade po lokalnom vremenu, koje se utvrđuje na osnovu nekih posmatranja, a koristi u drugim.

Koristeći navojni mikrometar, bilo je moguće izmjeriti vrlo male uglove kada se posmatra kroz okular teleskopa. Da bi se povećala tačnost astrometrije, važnu ulogu odigralo je kombinovanje teleskopa sa armilarnom sferom, sekstantom i drugim goniometrijskim instrumentima. Nakon što su nišani golim okom zamijenjeni malim teleskopima, pojavila se potreba za mnogo preciznijom izradom i podjelom ugaonih mjerila. U velikoj meri kao odgovor na potrebe evropskih opservatorija, razvila se proizvodnja malih mašina alatki visoke preciznosti.

Državne opservatorije.

Poboljšanje astronomskih tablica.

Od druge polovine 17. veka. Za potrebe navigacije i kartografije, vlade različitih zemalja počele su osnivati ​​državne opservatorije. U Kraljevskoj akademiji nauka, koju je osnovao Luj XIV u Parizu 1666. godine, akademici su počeli da revidiraju astronomske konstante i tabele od nule, koristeći Keplerov rad kao osnovu. Godine 1669., na inicijativu ministra J.-B. Colberta, osnovana je Kraljevska opservatorija u Parizu. Predvodile su ga četiri izuzetne Cassinijeve generacije, počevši od Jeana Dominiquea. Godine 1675. osnovana je Kraljevska opservatorija Greenwich, na čijem je čelu bio prvi kraljevski astronom D. Flamsteed (1646–1719). Zajedno sa Kraljevskim društvom, koje je počelo sa radom 1647. godine, postao je centar astronomskih i geodetskih istraživanja u Engleskoj. Iste godine osnovane su opservatorije u Kopenhagenu (Danska), Lundu (Švedska) i Gdanjsku (Poljska). Najvažniji rezultat aktivnosti prvih opservatorija bile su efemeride - tabele unapred izračunatih položaja Sunca, Meseca i planeta, neophodne za kartografiju, navigaciju i fundamentalna astronomska istraživanja.

Uvođenje standardnog vremena.

Državne opservatorije postale su čuvari standardnog vremena, koje se najprije širilo optičkim signalima (zastavice, signalne kuglice), a kasnije telegrafom i radiom. Sadašnja tradicija ponoćnog bacanja lopti na Badnje veče datira još iz vremena kada su signalne kugle spuštane niz visoki jarbol na krov opservatorije u tačno određeno vrijeme, dajući kapetanima brodova u luci mogućnost da provjere svoje hronometar prije plovidbe.

Određivanje dužine.

Izuzetno važan zadatak državnih opservatorija tog doba bio je određivanje koordinata morskih plovila. Geografska širina se može lako pronaći po uglu severne zvezde iznad horizonta. Ali geografsku dužinu je mnogo teže odrediti. Neke metode su bile zasnovane na trenucima pomračenja Jupiterovih satelita; drugi - o položaju Mjeseca u odnosu na zvijezde. Ali najpouzdanije metode zahtijevale su visokoprecizne hronometre koji su mogli održavati vrijeme opservatorije u blizini izlazne luke tokom putovanja.

Razvoj opservatorija Greenwich i Paris.

U 19. vijeku Državne i neke privatne opservatorije u Evropi ostali su najvažniji astronomski centri. Na listi opservatorija iz 1886. nalazimo 150 u Evropi, 42 u Sjevernoj Americi i 29 drugdje. Greenwich opservatorija je do kraja stoljeća imala reflektor od 76 cm, refraktore od 71, 66 i 33 cm i mnoge pomoćne instrumente. Aktivno se bavila astrometrijom, upravljanjem vremenom, solarnom fizikom i astrofizikom, te geodezijom, meteorologijom, magnetskim i drugim promatranjima. Pariska opservatorija je također imala precizne, moderne instrumente i izvodila programe slične onima u Greenwichu.

Nove opservatorije.

Astronomska opservatorija Pulkovo Carske akademije nauka u Sankt Peterburgu, izgrađena 1839. godine, brzo je stekla poštovanje i čast. Njegov rastući tim bio je uključen u astrometriju, određivanje fundamentalnih konstanti, spektroskopiju, vremenske usluge i razne geofizičke programe. Opservatorija u Potsdamu u Njemačkoj, otvorena 1874. godine, ubrzo je postala etablirana institucija poznata po svom radu na solarnoj fizici, astrofizici i fotografskim pregledima neba.

Izrada velikih teleskopa.

Reflektor ili refraktor?

Iako je Newtonov reflektirajući teleskop bio važan izum, nekoliko desetljeća astronomi su ga doživljavali samo kao alat za dopunu refraktora. U početku su reflektore pravili sami posmatrači za svoje male opservatorije. Ali do kraja 18. vijeka. Mlada optička industrija je preuzela ovo, prepoznajući potrebu sve većeg broja astronoma i geodeta.

Posmatrači su mogli birati između različitih tipova reflektora i refraktora, od kojih svaki ima prednosti i nedostatke. Refraktorski teleskopi sa sočivima od visokokvalitetnog stakla davali su bolje slike od reflektora, a njihova cijev je bila kompaktnija i čvršća. Ali reflektori su mogli biti napravljeni mnogo većeg prečnika, a slike u njima nisu bile iskrivljene obojenim ivicama, kao kod refraktora. Reflektor olakšava uočavanje blijedih objekata jer nema gubitka svjetlosti u staklu. Međutim, legura spekuluma od koje su napravljena ogledala brzo je potamnila i zahtevala je često prepoliranje (u to vreme još nisu znali kako da pokriju površinu tankim slojem ogledala).

Herschel.

1770-ih, pedantni i uporni samouki astronom V. Herschel izgradio je nekoliko Newtonovih teleskopa, povećavši prečnik na 46 cm i žižnu daljinu na 6 m. Visok kvalitet njegovih ogledala omogućio je korištenje vrlo velikog povećanja. Koristeći jedan od svojih teleskopa, Herschel je otkrio planetu Uran, kao i hiljade dvostrukih zvijezda i maglina. Tih godina je izgrađeno mnogo teleskopa, ali su ih obično stvarali i koristili individualni entuzijasti, bez organizovanja opservatorije u modernom smislu.

Herschel i drugi astronomi pokušali su da naprave veće reflektore. Ali masivna ogledala su se savila i izgubila svoj oblik kada je teleskop promijenio položaj. Granicu za metalna ogledala dosegao je u Irskoj W. Parsons (Lord Ross), koji je napravio reflektor prečnika 1,8 m za svoju kućnu opservatoriju.

Konstrukcija velikih teleskopa.

Industrijski magnati i nouveau riche Sjedinjenih Država akumulirali su se krajem 19. stoljeća. ogromno bogatstvo, a neki od njih su se bavili filantropijom. Tako je J. Leake (1796–1876), koji je zaradio bogatstvo na zlatnoj groznici, zavještao osnivanje opservatorije na planini Hamilton, 65 km od Santa Cruza (Kalifornija). Njegov glavni instrument bio je refraktor od 91 cm (36 inča), tada najveći na svetu, proizveden od strane čuvene kompanije Alvan Clark and Sons i instaliran 1888. A 1896. tamo je počeo da radi reflektor Crossley od 91 cm, u Lick opservatoriju, tada najvećoj u Sjedinjenim Državama. Astronom J. Hale (1868–1938) uvjerio je magnata iz čikaškog tramvaja C. Yerkesa da finansira izgradnju još veće opservatorije za Univerzitet u Čikagu. Osnovan je 1895. u Williams Bayu, Wisconsin, sa refraktorom od 102 cm (40 inča), koji je još uvijek i vjerovatno zauvijek najveći na svijetu.

Nakon što je organizirao opservatoriju Yerkes, Hale je započeo energične napore da prikupi sredstva iz različitih izvora, uključujući i čeličnog magnata A. Carnegieja, kako bi izgradio opservatoriju na najboljem mjestu za posmatranje u Kaliforniji. Opremljen sa nekoliko solarnih teleskopa koje je dizajnirao Hale i reflektorom od 152 cm, opservatorija Mount Wilson u planinama San Gabriel sjeverno od Pasadene u Kaliforniji, ubrzo je postala astronomska meka.

Stekavši potrebno iskustvo, Hale je organizirao stvaranje reflektora neviđene veličine. Ime je dobio po svom primarnom sponzoru, teleskopu od 254 cm (100 inča). Hooker je ušao u službu 1917.; ali prvo smo morali da prevaziđemo mnoge inženjerske probleme koji su u početku izgledali nerešivi. Prvi od njih je bio da se izlije stakleni disk potrebne veličine i polako se ohladi da se dobije staklo visokog kvaliteta. Brušenje i poliranje ogledala kako bi mu se dobio potreban oblik trajalo je više od šest godina i zahtijevalo je stvaranje jedinstvenih mašina. Završna faza poliranja i testiranja ogledala obavljena je u posebnoj prostoriji sa idealnom čistoćom i kontrolom temperature. Mehanizmi teleskopa, zgrada i kupola njegovog tornja, izgrađena na vrhu planine Wilson (Mount Wilson), visine 1.700 m, smatrani su inženjerskim čudom tog vremena.

Inspirisan odličnim performansama instrumenta od 254 cm, Hale je posvetio ostatak svog života izgradnji gigantskog teleskopa od 508 cm (200 inča). 10 godina nakon njegove smrti i zbog kašnjenja uzrokovanih Drugim svjetskim ratom, teleskop. Heila je ušla u službu 1948. na vrhu planine Palomar (Mount Palomar) od 1.700 metara, 64 km sjeveroistočno od San Diega (Kalifornija). Bilo je to naučno i tehnološko čudo tih dana. Gotovo 30 godina ovaj teleskop je ostao najveći na svijetu, a mnogi astronomi i inženjeri vjerovali su da ga nikada neće nadmašiti.

Ali pojava kompjutera doprinela je daljem širenju konstrukcije teleskopa. Godine 1976. 6-metarski BTA teleskop (Veliki azimutski teleskop) počeo je da radi na planini Semirodniki od 2100 metara u blizini sela Zelenčukskaja (Sjeverni Kavkaz, Rusija), demonstrirajući praktičnu granicu tehnologije "debelog i izdržljivog" ogledala.

Put ka izgradnji velikih ogledala koja mogu prikupiti više svjetla, a samim tim i vidjeti dalje i bolje, leži kroz nove tehnologije: posljednjih godina razvijaju se metode za izradu tankih i montažnih ogledala. Tanka ogledala prečnika 8,2 m (sa debljinom od oko 20 cm) već rade na teleskopima u Južnoj opservatoriji u Čileu. Njihov oblik kontroliše složen sistem mehaničkih "prsti" kojima upravlja kompjuter. Uspjeh ove tehnologije doveo je do razvoja nekoliko sličnih projekata u različitim zemljama.

Da bi testirao ideju kompozitnog ogledala, Smithsonian Astrophysical Observatory je 1979. godine izgradio teleskop sa sočivom od šest ogledala od 183 cm, što je površina ekvivalentna jednom ogledalu od 4,5 metara. Ovaj teleskop sa više ogledala, postavljen na planini Hopkins, 50 km južno od Tusona (Arizona), pokazao se veoma efikasnim, a ovaj pristup je korišćen u izgradnji dva 10-metarska teleskopa. W. Keck u opservatoriji Mauna Kea (ostrvo Havaji). Svako ogromno ogledalo se sastoji od 36 heksagonalnih segmenata, prečnika 183 cm, koje kontroliše kompjuter da bi se proizvela jedna slika. Iako kvalitet slika još nije visok, moguće je dobiti spektre veoma udaljenih i blijedih objekata koji su nedostupni drugim teleskopima. Stoga se početkom 2000-ih planira puštanje u rad još nekoliko teleskopa s više ogledala s efektivnim otvorima od 9-25 m.

RAZVOJ OPREME

Fotografija.

Sredinom 19. vijeka. nekoliko entuzijasta počelo je koristiti fotografiju za snimanje slika posmatranih kroz teleskop. Kako se osjetljivost emulzija povećavala, staklene fotografske ploče postale su glavno sredstvo za snimanje astrofizičkih podataka. Pored tradicionalnih rukom pisanih časopisa za posmatranje, u opservatorijama su se pojavile dragocene „staklene biblioteke“. Fotografska ploča je sposobna akumulirati slabo svjetlo od udaljenih objekata i uhvatiti detalje koji su nedostupni oku. Uz korištenje fotografije u astronomiji, bili su potrebni novi tipovi teleskopa, na primjer, kamere širokog vida koje bi mogle snimiti velika područja neba odjednom kako bi se stvorili foto atlasi umjesto ručno nacrtanih mapa.

U kombinaciji s reflektorima velikog promjera, fotografija i spektrograf omogućili su proučavanje blijedih objekata. Tokom 1920-ih, koristeći teleskop od 254 cm na opservatoriji Mount Wilson, E. Hubble (1889–1953) je klasificirao slabe magline i dokazao da su mnoge od njih bile džinovske galaksije slične Mliječnom putu. Osim toga, Hubble je otkrio da se galaksije brzo udaljuju jedna od druge. Ovo je potpuno promijenilo ideje astronoma o strukturi i evoluciji Univerzuma, ali samo nekoliko opservatorija koje su imale moćne teleskope za posmatranje slabih udaljenih galaksija bilo je u stanju da se bavi takvim istraživanjem GALAKSIJE; HUBBLE, EDWIN POWELL; NEBULA; .

Spektroskopija.

Pojavljujući se gotovo istovremeno sa fotografijom, spektroskopija je omogućila astronomima da odrede njihov hemijski sastav na osnovu analize zvezdane svetlosti i da proučavaju kretanje zvezda i galaksija pomoću Doplerovog pomeranja linija u spektrima. Razvoj fizike početkom 20. vijeka. pomogao dešifrovati spektrograme. Po prvi put je postalo moguće proučavati sastav nepristupačnih nebeskih tijela. Pokazalo se da je ovaj zadatak u mogućnostima skromnih univerzitetskih opservatorija, jer za dobivanje spektra svijetlih objekata nije potreban veliki teleskop. Tako je opservatorij Harvard Collegea bio jedan od prvih koji se bavio spektroskopijom i prikupio ogromnu kolekciju spektra zvijezda. Njegovi saradnici klasifikovali su hiljade zvezdanih spektra i stvorili osnovu za proučavanje evolucije zvezda. Kombinacijom ovih podataka sa kvantnom fizikom, teoretičari su shvatili prirodu izvora energije zvezda.

U 20. veku Stvoreni su detektori infracrvenog zračenja koje dolazi od hladnih zvijezda, iz atmosfere i sa površine planeta. Vizuelna posmatranja, kao nedovoljno osetljivo i objektivno merilo sjaja zvezda, zamenila je prvo fotografska ploča, a zatim i elektronski instrumenti.

ASTRONOMIJA NAKON DRUGOG SVJETSKOG RATA

Jačanje podrške vlade.

Nakon rata, nove tehnologije koje su rođene u vojnim laboratorijama postale su dostupne naučnicima: radio i radarska tehnologija, osjetljivi elektronski prijemnici svjetla i kompjuteri. Vlade industrijalizovanih zemalja su shvatile značaj naučnog istraživanja za nacionalnu bezbednost i počele da izdvajaju značajna sredstva za naučni rad i obrazovanje.

američke nacionalne opservatorije.

Početkom 1950-ih, američka Nacionalna naučna fondacija zatražila je od astronoma da podnesu prijedloge za opservatoriju na nacionalnoj razini koja bi bila na najboljoj lokaciji i dostupna svim kvalifikovanim naučnicima. Do 1960-ih pojavile su se dvije grupe organizacija: Asocijacija univerziteta za istraživanje u astronomiji (AURA), koja je stvorila koncept Nacionalnih opservatorija za optičku astronomiju (NOAO) na 2100-metarskom vrhu Kitt Peak-a u blizini Tucsona, Arizona, i Asocijacija univerziteta, koja je razvila projekat Nacionalna radioastronomska opservatorija (NRAO) u dolini Deer Creek, u blizini Green Bank, Zapadna Virginija.

Do 1990. NOAO je imao 15 teleskopa na Kitt Peak-u prečnika do 4 m. AURA je takođe stvorila Inter-američku opservatoriju u Sierra Tololo (čileanski Andi) na nadmorskoj visini od 2200 m, gde se južno nebo proučava od 1967. Pored Green Bank, gdje je najveći radio teleskop (prečnik 43 m) postavljen na ekvatorijalnom bregu, NRAO ima i teleskop od 12 metara milimetarskih talasa na Kitt Peak-u i VLA (Very Large Array) sistem od 27 radioteleskopa sa prečnikom od 25 m na pustinjskoj ravnici San-Augustin u blizini Socorra (Novi Meksiko). Nacionalni radio i jonosferski centar na ostrvu Puerto Rico postao je glavna američka opservatorija. Njegov radio teleskop, s najvećim sfernim ogledalom na svijetu prečnika 305 m, nepomično leži u prirodnoj depresiji među planinama i koristi se za radio i radarsku astronomiju.

Stalno zaposleni u nacionalnim opservatorijama prate ispravnost opreme, razvijaju nove instrumente i sprovode sopstvene istraživačke programe. Međutim, svaki naučnik može podnijeti zahtjev za posmatranje i, ako ga odobri Odbor za koordinaciju istraživanja, dobiti vrijeme za rad na teleskopu. Ovo omogućava naučnicima iz manje bogatih institucija da koriste najnapredniju opremu.

Posmatranja južnog neba.

Veći dio južnog neba nije vidljiv sa većine opservatorija u Evropi i Sjedinjenim Državama, iako se južno nebo smatra posebno vrijednim za astronomiju jer sadrži centar Mliječnog puta i mnoge važne galaksije, uključujući Magelanove oblake, dvije male galaksije susjedna naša.

Prve karte južnog neba sastavili su engleski astronom E. Halley, koji je radio od 1676. do 1678. na ostrvu Sveta Helena, i francuski astronom N. Lacaille, koji je radio od 1751. do 1753. godine u južnoj Africi. Godine 1820. Britanski biro za geografsku dužinu osnovao je Kraljevsku opservatoriju na Rtu dobre nade, opremivši je u početku samo teleskopom za astrometrijska mjerenja, a zatim i punim kompletom instrumenata za razne programe. Godine 1869. u Melburnu (Australija) postavljen je reflektor od 122 cm; Kasnije je premješten na planinu Stromlo, gdje je nakon 1905. godine počela rasti astrofizička opservatorija. Krajem 20. veka, kada su se uslovi za posmatranje na starim opservatorijama na severnoj hemisferi počeli pogoršavati usled velike urbanizacije, evropske zemlje su počele da aktivno grade opservatorije sa velikim teleskopima u Čileu, Australiji, Centralnoj Aziji, Kanarskim ostrvima i Havaji.

Opservatorije iznad Zemlje.

Astronomi su počeli da koriste balone na velikim visinama kao platforme za posmatranje još 1930-ih i nastavljaju takva istraživanja do danas. Tokom 1950-ih, instrumenti su postavljeni na avione na velikim visinama, koji su postali leteće opservatorije. Ekstraatmosferska posmatranja počela su 1946. godine, kada su američki naučnici koristeći zarobljene njemačke rakete V-2 podigli detektore u stratosferu kako bi promatrali ultraljubičasto zračenje Sunca. Prvi umjetni satelit lansiran je u SSSR-u 4. oktobra 1957. godine, a već 1958. sovjetska stanica Luna-3 fotografirala je dalju stranu Mjeseca. Tada su počeli letovi do planeta i pojavili su se specijalizovani astronomski sateliti za posmatranje Sunca i zvijezda. Posljednjih godina, nekoliko astronomskih satelita neprestano radi u blizu Zemlje i drugim orbitama, proučavajući nebo u svim spektralnim rasponima.

Radite u opservatoriji.

U ranijim vremenima, život i rad astronoma u potpunosti su ovisili o mogućnostima njegove opservatorije, budući da su komunikacije i putovanja bili spori i teški. Početkom 20. vijeka. Hale je stvorio opservatorij Mount Wilson kao centar za solarnu i zvjezdanu astrofiziku, sposoban za obavljanje ne samo teleskopskih i spektralnih promatranja, već i neophodnih laboratorijskih istraživanja. Nastojao je osigurati da Mount Wilson ima sve što je potrebno za život i rad, baš kao što je Tycho imao na ostrvu Ven. Do danas su neke velike opservatorije na planinskim vrhovima zatvorene zajednice naučnika i inženjera, koji žive u studentskim domovima i rade noću po svom programu.

Ali postepeno se ovaj stil mijenja. U potrazi za najpovoljnijim mjestima za posmatranje, opservatorije se nalaze u udaljenim područjima gdje je teško stalno živjeti. Gostujući naučnici ostaju u opservatoriji od nekoliko dana do nekoliko mjeseci kako bi izvršili konkretna zapažanja. Mogućnosti savremene elektronike omogućavaju vođenje daljinskih osmatranja bez odlaska u opservatoriju ili izgradnju potpuno automatskih teleskopa na teško dostupnim mjestima koji samostalno rade prema predviđenom programu.

Posmatranja pomoću svemirskih teleskopa imaju određenu specifičnost. U početku su se mnogi astronomi, navikli da samostalno rade sa instrumentom, osjećali nelagodno u okvirima svemirske astronomije, odvojeni od teleskopa ne samo svemirom, već i mnogim inženjerima i složenim uputstvima. Međutim, 1980-ih, mnoge zemaljske opservatorije premjestile su kontrolu teleskopa s jednostavnih konzola smještenih direktno na teleskopu u posebnu prostoriju ispunjenu kompjuterima i ponekad smještenu u zasebnoj zgradi. Umjesto da usmjeri glavni teleskop prema objektu gledajući kroz mali tražilo postavljen na njemu i pritiskajući dugmad na malom ručnom daljinskom upravljaču, astronom sada sjedi ispred ekrana TV vodiča i manipulira džojstikom. Često astronom jednostavno šalje opservatoriji detaljan program opservatorija putem interneta i, kada se ona izvode, prima rezultate direktno u svoj kompjuter. Stoga, stil rada sa zemaljskim i svemirskim teleskopima postaje sve sličniji.

MODERNE ZEMLJISTE OBZERVATORIJE

Optičke opservatorije.

Mjesto

Za izgradnju optičke opservatorije obično se biraju lokacije udaljene od gradova sa jakim noćnim osvjetljenjem i smogom. Ovo je obično vrh planine, gdje postoji tanji sloj atmosfere kroz koji se moraju vršiti zapažanja. Poželjno je da vazduh bude suv i čist, a da vetar nije posebno jak. U idealnom slučaju, opservatorije bi trebale biti ravnomjerno raspoređene po površini Zemlje kako bi se objekti na sjevernom i južnom nebu mogli promatrati u bilo kojem trenutku. Međutim, istorijski gledano, većina opservatorija se nalazi u Evropi i Severnoj Americi, pa je nebo severne hemisfere bolje proučavano. Poslednjih decenija počele su da se grade velike opservatorije na južnoj hemisferi i blizu ekvatora, odakle se može posmatrati i severno i južno nebo. Drevni vulkan Mauna Kea na ostrvu. Sa nadmorskom visinom većom od 4 km, Havaji se smatraju najboljim mjestom na svijetu za astronomska posmatranja. Devedesetih godina prošlog veka tu su se naselili desetine teleskopa iz različitih zemalja.

Toranj.

Teleskopi su veoma osetljivi instrumenti. Kako bi ih zaštitili od lošeg vremena i temperaturnih promjena, smješteni su u posebne zgrade - astronomske kule. Male kule su pravougaonog oblika sa ravnim krovom na povlačenje. Tornjevi velikih teleskopa obično su okrugli sa hemisferičnom rotirajućom kupolom, u kojoj se otvara uski prorez za posmatranje. Ova kupola dobro štiti teleskop od vjetra tokom rada. Ovo je važno jer vjetar trese teleskop i uzrokuje potresanje slike. Vibracije tla i zgrade tornja također negativno utiču na kvalitet slike. Stoga je teleskop postavljen na poseban temelj, a ne povezan sa temeljem tornja. Unutar tornja ili blizu njega ugrađeni su ventilacioni sistem za kupolasti prostor i instalacija za vakuumsko nanošenje reflektivnog aluminijumskog sloja na ogledalo teleskopa, koji vremenom bledi.

Mount.

Da bi uperio u zvijezdu, teleskop se mora rotirati oko jedne ili dvije ose. Prvi tip uključuje meridijanski krug i instrument za prolaz - male teleskope koji se rotiraju oko horizontalne ose u ravnini nebeskog meridijana. Krećući se od istoka prema zapadu, svaka svjetiljka prelazi ovu ravan dva puta dnevno. Pomoću instrumenta za prolaz određuju se momenti prolaska zvijezda kroz meridijan i tako se razjašnjava brzina rotacije Zemlje; ovo je neophodno za tačnu uslugu vremena. Meridijanski krug vam omogućava da izmjerite ne samo trenutke, već i mjesto gdje zvijezda seče meridijan; ovo je neophodno za kreiranje tačnih zvezdanih mapa.

U modernim teleskopima direktno vizualno promatranje se praktički ne koristi. Uglavnom se koriste za fotografisanje nebeskih objekata ili za detekciju njihove svjetlosti elektronskim detektorima; u ovom slučaju, ekspozicija ponekad doseže nekoliko sati. Sve to vrijeme, teleskop mora biti precizno usmjeren prema objektu. Stoga, uz pomoć satnog mehanizma, rotira konstantnom brzinom oko satne ose (paralelno sa osi rotacije Zemlje) od istoka prema zapadu prateći zvijezdu, kompenzirajući tako rotaciju Zemlje od zapada prema zapadu. istok. Druga os, okomita na osu sata, naziva se osa deklinacije; služi za usmjeravanje teleskopa u smjeru sjever-jug. Ovaj dizajn se naziva ekvatorijalni nosač i koristi se za gotovo sve teleskope, s izuzetkom najvećeg, za koji se alt-azimutski nosač pokazao kompaktnijim i jeftinijim. Na njemu teleskop prati zvijezdu, okrećući se istovremeno promjenjivom brzinom oko dvije ose - vertikalne i horizontalne. To značajno otežava rad mehanizma sata, što zahtijeva kompjutersku kontrolu.

Refraktorski teleskop

ima sočivo. Budući da se zraci različitih boja različito prelamaju u staklu, sočivo je dizajnirano tako da daje oštru sliku u fokusu u zracima jedne boje. Stariji refraktori su dizajnirani za vizuelno posmatranje i stoga su dali jasne slike u žutom svetlu. Pojavom fotografije počeli su se graditi fotografski teleskopi - astrografi, koji daju jasnu sliku u plavim zracima, na koje je osjetljiva fotografska emulzija. Kasnije su se pojavile emulzije koje su bile osjetljive na žutu, crvenu pa čak i infracrvenu svjetlost. Mogu se koristiti za fotografisanje sa vizuelnim refraktorima.

Veličina slike zavisi od žižne daljine sočiva. Yerkes refraktor od 102 cm ima žižnu daljinu od 19 m, tako da je prečnik Mjesečevog diska u njegovom fokusu oko 17 cm.Veličina fotografskih ploča ovog teleskopa je 20-25 cm; Pun mjesec lako stane na njih. Astronomi koriste staklene fotografske ploče zbog njihove velike krutosti: čak i nakon 100 godina skladištenja, one se ne deformiraju i omogućavaju im mjerenje relativnih položaja zvjezdanih slika s točnošću od 3 mikrona, što za velike refraktore poput Yerkesovog odgovara luk od 0,03 na nebu "" .

Reflektirajući teleskop

Ima konkavno ogledalo kao sočivo. Njegova prednost u odnosu na refraktor je u tome što se zraci bilo koje boje podjednako odbijaju od ogledala, osiguravajući jasnu sliku. Osim toga, ogledalo se može napraviti mnogo veće od sočiva, jer staklo za ogledalo možda neće biti prozirno iznutra; Može se zaštititi od deformacije pod vlastitom težinom postavljanjem u poseban okvir koji podupire ogledalo odozdo. Što je veći prečnik sočiva, teleskop prikuplja više svetlosti i slabije i udaljenije objekte može „videti“. Dugi niz godina najveći na svijetu bili su 6. reflektor BTA (Rusija) i 5. reflektor Opservatorije Palomar (SAD). Ali sada u opservatoriji Mauna Kea na ostrvu Havaji postoje dva teleskopa sa 10-metarskim kompozitnim ogledalima i nekoliko teleskopa sa monolitnim ogledalima prečnika 8-9 m.

Tabela 1. Najveći teleskopi na svijetu
Tabela 1. NAJVEĆI TELESKOP NA SVIJETU
Prečnik sočiva (m) Opservatorija
REFLEKTORI
10,0 Mauna Kea Havaji (SAD) 1996
10,0 Mauna Kea Havaji (SAD) 1993
9,2 MacDonald Teksas (SAD) 1997
8,3 Državljanka Japana Havaji (SAD) 1999
8,2 European Southern Planina Sierra Paranal (Čile) 1998
6,5 Univerzitet u Arizoni Mount Hopkins (Arizona) 1999
6,0 Specijalna astrofizička akademija nauka Rusije mlin. Zelenchukskaya (Rusija) 1976
5,0 Palomarskaya Mount Palomar (Kalifornija) 1949
1,8ґ6=4,5 Univerzitet u Arizoni Mount Hopkins (Arizona) 1979/1998
4,2 Roca de los Muchachos Kanarska ostrva (Španija) 1986
4,0 Inter-American Sierra Tololo (Čile) 1975
3,9 Anglo-australski Siding Spring (Australija) 1975
3,8 Kitt Peak National Tucson (Arizona) 1974
3,8 Mauna Kea (IR) Havaji (SAD) 1979
3,6 European Southern La Silla (Čile) 1976
3,6 Mauna Kea Havaji (SAD) 1979
3,5 Roca de los Muchachos Kanarska ostrva (Španija) 1989
3,5 međuuniverzitetska Sacramento Peak (Novi Meksiko) 1991
3,5 njemačko-španski Calar Alto (Španija) 1983
REFRACTORS
1,02 Yerkes Williams Bay (Wisconsin) 1897
0,91 Likskaya Mount Hamilton (Kalifornija) 1888
0,83 Parisian Meudon (Francuska) 1893
0,81 Potsdamskaya Potsdam (Njemačka) 1899
0,76 Francuski južni Nica (Francuska) 1880
0,76 Allegheny Pittsburgh (Pensilvanija) 1917
0,76 Pulkovskaya Sankt Peterburg 1885/1941
SCHMIDT KOMORE*
1,3–2,0 K. Schwarzschild Tautenburg (Njemačka) 1960
1,2–1,8 Palomarskaya Mount Palomar (Kalifornija) 1948
1,2–1,8 Anglo-australski Siding Spring (Australija) 1973
1,1–1,5 Astronomski Tokio, Japan) 1975
1,0–1,6 European Southern Čile 1972
SOLARNO
1,50 Kitt Peak National Tucson (Arizona) 1960
1,50 Sacramento Peak (B)* Sunčeva pjega (Novi Meksiko) 1969
1,00 Astrofizički Krim, Ukrajina) 1975
0,90 Kitt Peak (2 dodatna)* Tucson (Arizona) 1962
0,70 Kitt Peak (B)* Tucson (Arizona) 1975
0,70 Institut za solarnu fiziku Njemačke O. Tenerife (Španija) 1988
0,66 Mitaka Tokio, Japan) 1920
0,64 Cambridge Cambridge (Engleska) 1820
Bilješka: Za Schmidt kamere, naznačen je prečnik korekcijske ploče i ogledala; za solarne teleskope: (B) – vakuum; 2 dodatna – dva dodatna teleskopa u zajedničkom kućištu sa teleskopom od 1,6 m.

Kamere sa refleksnim objektivima.

Nedostatak reflektora je što daju jasnu sliku samo blizu centra vidnog polja. Ovo ne ometa ako se proučava jedan objekat. Ali patrolni rad, na primjer, traženje novih asteroida ili kometa, zahtijeva istovremeno fotografiranje velikih površina neba. Obični reflektor nije prikladan za to. Njemački optičar B. Schmidt je 1932. godine stvorio kombinovani teleskop, u kojem se nedostaci glavnog ogledala ispravljaju pomoću tankog sočiva složenog oblika smještenog ispred njega - korekcijske ploče. Schmidt kamera Opservatorije Palomar prima sliku neba od 6º 6° na fotografskoj ploči od 35-35 cm. Još jedan dizajn širokougaone kamere kreirao je D.D. Maksutov 1941. godine u Rusiji. Jednostavnija je od Schmidtove kamere, jer ulogu korekcijske ploče u njoj igra jednostavno debelo sočivo - meniskus.

Rad optičkih opservatorija.

Sada postoji više od 100 velikih opservatorija koje rade u više od 30 zemalja širom svijeta. Obično svaki od njih, samostalno ili u saradnji sa drugima, sprovodi nekoliko višegodišnjih programa posmatranja.

Astrometrijska mjerenja.

Velike nacionalne opservatorije - Američka pomorska opservatorija, Royal Greenwich u Velikoj Britaniji (zatvorena 1998.), Pulkovo u Rusiji, itd. - redovno mjere položaj zvijezda i planeta na nebu. Ovo je veoma delikatan posao; U njemu se postiže najveća „astronomska“ tačnost mjerenja, na osnovu koje se kreiraju katalozi položaja i kretanja svjetiljki neophodnih za zemaljsku i svemirsku navigaciju, za određivanje prostornog položaja zvijezda, za pojašnjenje zakonima kretanja planeta. Na primjer, mjerenjem koordinata zvijezda u intervalu od šest mjeseci, možete primijetiti da neke od njih doživljavaju fluktuacije povezane sa kretanjem Zemlje u orbiti (efekat paralakse). Udaljenost do zvijezda određena je veličinom ovog pomaka: što je pomak manji, to je udaljenost veća. Sa Zemlje astronomi mogu izmjeriti pomak od 0,01 "" (debljina šibice udaljena 40 km!), što odgovara udaljenosti od 100 parseka.

Meteor Patrol.

Više širokokutnih kamera, široko raspoređenih, kontinuirano fotografiraju noćno nebo kako bi odredile putanje meteora i moguće lokacije udara meteorita. Po prvi put, ova osmatranja sa dvije stanice započela su na Harvardskoj opservatoriji (SAD) 1936. godine i pod vodstvom F. Whipplea, redovno su vršena do 1951. godine. Opservatorija Ondrejov (Češka). Od 1938. u SSSR-u, fotografska posmatranja meteora vršena su u Dušanbeu i Odesi. Promatranja meteora omogućavaju proučavanje ne samo sastava zrnaca kosmičke prašine, već i strukture zemljine atmosfere na visinama od 50-100 km, do kojih je teško doći direktnim sondiranjem.

Meteorska patrola dobila je najveći razvoj u obliku tri „mreže vatrenih kugli“ - u SAD-u, Kanadi i Evropi. Na primjer, mreža Prairie Smithsonian opservatorija (SAD) koristila je automatske kamere od 2,5 cm na 16 stanica koje se nalaze na udaljenosti od 260 km oko Linkolna (Nebraska) za fotografiranje svijetlih meteora - vatrenih lopti. Od 1963. godine razvija se češka fireball mreža, koja se kasnije pretvorila u evropsku mrežu od 43 stanice na teritoriji Češke, Slovačke, Njemačke, Belgije, Holandije, Austrije i Švicarske. Danas je ovo jedina operativna fireball mreža. Njegove stanice su opremljene kamerama ribljeg oka koje vam omogućavaju da fotografišete cijelu hemisferu neba odjednom. Uz pomoć mreža vatrenih kugli, nekoliko puta je bilo moguće pronaći meteorite koji su pali na zemlju i vratiti svoju orbitu prije sudara sa Zemljom.

Posmatranja Sunca.

Mnoge opservatorije redovno fotografišu Sunce. Broj tamnih mrlja na njegovoj površini služi kao indikator aktivnosti, koja se periodično povećava u prosjeku svakih 11 godina, što dovodi do prekida radio komunikacija, intenziviranja aurore i drugih promjena u Zemljinoj atmosferi. Najvažniji instrument za proučavanje Sunca je spektrograf. Propuštanjem sunčeve svjetlosti kroz uski prorez u fokusu teleskopa, a zatim je razlaganjem u spektar pomoću prizme ili difrakcijske rešetke, može se odrediti kemijski sastav sunčeve atmosfere, brzina kretanja plina u njoj, njena temperatura i magnetski utjecaj. polje. Koristeći spektroheliograf, možete snimiti fotografije Sunca u emisionoj liniji jednog elementa, na primjer, vodika ili kalcija. Na njima se jasno vide izbočine - ogromni oblaci gasa koji se nadvijaju iznad površine Sunca.

Od velikog interesa je vruća, razrijeđena regija sunčeve atmosfere - korona, koja je obično vidljiva samo tokom potpunih pomračenja Sunca. Međutim, u nekim opservatorijama na velikim visinama stvoreni su posebni teleskopi - koronagrafi bez pomračenja, u kojima mali zatvarač („vještački Mjesec“) prekriva svijetli disk Sunca, omogućavajući da se njegova korona promatra u bilo kojem trenutku. Takva opažanja se vrše na ostrvu Capri (Italija), na opservatoriji Sacramento Peak (Novi Meksiko, SAD), Pic du Midi (francuski Pirineji) i drugima.

Posmatranja Mjeseca i planeta.

Površina planeta, satelita, asteroida i kometa se proučava pomoću spektrografa i polarimetara, određujući hemijski sastav atmosfere i karakteristike čvrste površine. Opservatorija Lovell (Arizona), Meudon i Pic du Midi (Francuska) i Krimska opservatorija (Ukrajina) su veoma aktivni u ovim posmatranjima. Iako su posljednjih godina postignuti mnogi izvanredni rezultati korištenjem svemirskih letjelica, zemaljska posmatranja nisu izgubila na važnosti i svake godine donose nova otkrića.

Posmatranja zvijezda.

Mjerenjem intenziteta linija u spektru zvijezde, astronomi određuju obilje hemijskih elemenata i temperaturu plina u njenoj atmosferi. Na osnovu položaja linija određuje se brzina kretanja zvijezde u cjelini na osnovu Doplerovog efekta, a oblik profila linije određuje brzinu strujanja plina u atmosferi zvijezde i brzinu njene rotacije oko zvijezde. njegova osa. Često su u spektrima zvijezda vidljive linije razrijeđene međuzvjezdane materije koje se nalaze između zvijezde i zemaljskog posmatrača. Sistematskim posmatranjem spektra jedne zvezde, može se proučavati vibracije njene površine, utvrditi prisustvo satelita i tokova materije, koja ponekad teče od jedne zvezde do druge.

Koristeći spektrograf postavljen u fokus teleskopa, detaljan spektar samo jedne zvijezde može se dobiti tokom desetina minuta ekspozicije. Za proučavanje spektra zvijezda u velikoj mjeri, velika prizma se postavlja ispred objektiva širokokutne (Schmidt ili Maksutov) kamere. U ovom slučaju, dio neba se dobija na fotografskoj ploči, gdje je svaka slika zvijezde predstavljena svojim spektrom, čiji je kvalitet nizak, ali dovoljan za masovno proučavanje zvijezda. Ovakva zapažanja se već dugi niz godina vrše na opservatoriji Univerziteta u Mičigenu (SAD) i na opservatoriji Abastumani (Gruzija). Nedavno su stvoreni optički spektrografi: svjetlosni vodiči su postavljeni u fokus teleskopa; svaki od njih je postavljen jednim krajem na sliku zvijezde, a drugim na prorezu spektrografa. Dakle, u jednoj ekspoziciji možete dobiti detaljne spektre stotina zvijezda.

Propuštanjem svetlosti zvezde kroz različite filtere i merenjem njenog sjaja, može se odrediti boja zvezde, koja pokazuje temperaturu njene površine (što je plava to je toplija) i količinu međuzvezdane prašine koja leži između zvezde i posmatrača ( više prašine, što je zvezda crvenija).

Mnoge zvijezde periodično ili haotično mijenjaju svoj sjaj - nazivaju se promjenljivim. Promene u sjaju povezane sa fluktuacijama na površini zvezde ili sa međusobnim pomračenjima komponenti binarnih sistema otkrivaju mnogo o unutrašnjoj strukturi zvezda. Prilikom proučavanja promjenljivih zvijezda važno je imati duge i guste serije posmatranja. Stoga astronomi često uključuju amatere u ovaj posao: čak i vizualne procjene sjaja zvijezda kroz dvogled ili mali teleskop imaju naučnu vrijednost. Ljubitelji astronomije često formiraju klubove za zajednička promatranja. Osim proučavanja promjenjivih zvijezda, često otkrivaju komete i izljeve novih, koji također daju značajan doprinos astronomiji.

Slabe zvijezde se proučavaju samo uz pomoć velikih teleskopa sa fotometrima. Na primjer, teleskop prečnika 1 m sakuplja 25.000 puta više svjetlosti od zjenice ljudskog oka. Upotreba fotografske ploče za dugu ekspoziciju povećava osjetljivost sistema za još hiljadu puta. Savremeni fotometri sa elektronskim prijemnicima svetlosti, kao što su fotomultiplikator, elektronsko-optički pretvarač ili poluprovodnička CCD matrica, desetine puta su osetljiviji od fotografskih ploča i omogućavaju direktno beleženje rezultata merenja u memoriju računara.

Posmatranja blijedih objekata.

Posmatranja udaljenih zvijezda i galaksija vrše se pomoću najvećih teleskopa prečnika od 4 do 10 m. Vodeću ulogu u tome imaju Mauna Kea (Havaji), Palomar (Kalifornija), La Silla i Sierra Tololo (Čile), Specijalne astrofizičke opservatorije (Rusija) ). Za velike studije blijedih objekata, velike Schmidtove kamere koriste se u opservatorijama Tonantzintla (Meksiko), Mount Stromlo (Australija), Bloemfontein (Južna Afrika) i Byurakan (Armenija). Ova zapažanja nam omogućavaju da najdublje prodremo u Univerzum i proučavamo njegovu strukturu i porijeklo.

Programi participativnog posmatranja.

Mnoge programe posmatranja zajednički provode nekoliko opservatorija, čiju interakciju podržava Međunarodna astronomska unija (IAU). Objedinjuje oko 8 hiljada astronoma iz cijelog svijeta, ima 50 komisija u različitim oblastima nauke, svake tri godine okuplja velike skupštine i godišnje organizuje nekoliko velikih simpozijuma i kolokvijuma. Svaka komisija IAU koordinira posmatranja objekata određene klase: planeta, kometa, promenljivih zvezda, itd. IAU koordinira rad mnogih opservatorija na sastavljanju zvezdanih mapa, atlasa i kataloga. Smithsonian Astrophysical Observatory (SAD) vodi Centralni biro za astronomske telegrame, koji brzo obavještava sve astronome o neočekivanim događajima - izljevima novih i supernova, otkriću novih kometa itd.

RADIO OBZERVATORIJE

Razvoj radio-komunikacijske tehnologije 1930-1940-ih omogućio je početak radio-osmatranja kosmičkih tijela. Ovaj novi "prozor" u svemir donio je mnoga nevjerovatna otkrića. Od cjelokupnog spektra elektromagnetnog zračenja samo optički i radio valovi prolaze kroz atmosferu do površine Zemlje. Istovremeno, "radio prozor" je mnogo širi od optičkog: proteže se od talasa dužine milimetra do desetina metara. Pored objekata poznatih u optičkoj astronomiji - Sunca, planeta i vrućih maglina - ispostavilo se da su ranije nepoznati objekti bili izvori radio valova: hladni oblaci međuzvjezdanog plina, galaktička jezgra i zvijezde koje eksplodiraju.

Vrste radio teleskopa.

Radio emisija iz svemirskih objekata je vrlo slaba. Da bi se to primijetilo na pozadini prirodnih i umjetnih smetnji, potrebne su usko usmjerene antene koje primaju signal samo s jedne tačke na nebu. Postoje dvije vrste takvih antena. Za kratkovalno zračenje, napravljeni su od metala u obliku konkavnog paraboličnog ogledala (poput optičkog teleskopa), koje koncentriše zračenje koje pada na njega u fokusu. Takvi reflektori promjera do 100 m su potpuno rotirajući i sposobni su gledati u bilo koji dio neba (poput optičkog teleskopa). Veće antene su napravljene u obliku paraboličnog cilindra, sposobnog da se rotiraju samo u meridijanskoj ravni (kao optički meridijanski krug). Rotacija oko druge ose osigurava rotaciju Zemlje. Najveći paraboloidi su nepomični pomoću prirodnih udubljenja u tlu. Oni mogu posmatrati samo ograničeno područje neba.

Tabela 2. Najveći radio teleskopi
Tabela 2. NAJVEĆI RADIO TELESKOP
Najveća veličina antene (m) Opservatorija Mjesto i godina izgradnje/demontaže
1000 1 Fizički institut Lebedev Serpukhov (Rusija) 1963
600 1 Specijalna astrofizička akademija nauka Rusije Sjeverni Kavkaz (Rusija) 1975
305 2 Ionosferski Arecibo Arecibo (Portoriko) 1963
305 1 Medonskaya Meudon (Francuska) 1964
183 Univerzitet Illinois Danville (IL) 1962
122 Univerzitet u Kaliforniji Hat Creek (Kalifornija) 1960
110 1 Ohio University Delaware (Ohio) 1962
107 Stanford Radio Laboratorija Stanford (CA) 1959
100 Institut nazvan po Max Planck Bonn (Njemačka) 1971
76 Jodrell Bank Macclesfield (Engleska) 1957
Bilješke: 1 antena sa nepopunjenim otvorom; 2 fiksne antene.

Antene za dugovalno zračenje sastavljene su od velikog broja jednostavnih metalnih dipola, postavljenih na površini od nekoliko kvadratnih kilometara i međusobno povezanih tako da se signali koje primaju međusobno pojačavaju samo ako dolaze iz određenog smjera. Što je antena veća, to je uža oblast na nebu koju ona posmatra, dajući jasniju sliku objekta. Primjer takvog instrumenta je UTR-2 (ukrajinski radio teleskop u obliku slova T) Harkovskog instituta za radiofiziku i elektroniku Akademije nauka Ukrajine. Dužina njegova dva kraka je 1860 i 900 m; to je najnapredniji svjetski instrument za proučavanje dekametarskog zračenja u rasponu od 12–30 m.

Princip kombinovanja nekoliko antena u sistem koristi se i za paraboličke radio teleskope: kombinovanjem signala primljenih od jednog objekta od strane nekoliko antena, oni primaju, takoreći, jedan signal od jedne gigantske antene ekvivalentne veličine. Ovo značajno poboljšava kvalitet primljenih radio slika. Takvi sistemi se nazivaju radio interferometri, jer signali različitih antena, kada se dodaju, interferiraju jedan s drugim. Slike s radio interferometara nisu ništa lošije kvalitete od optičkih: najsitniji detalji su veličine oko 1", a ako kombinirate signale s antena koje se nalaze na različitim kontinentima, veličina najsitnijih detalja na slici objekta može se smanjiti još hiljadu puta.

Signal koji prikuplja antena detektuje i pojačava posebnim prijemnikom - radiometrom, koji je obično podešen na jednu fiksnu frekvenciju ili mijenja postavku u uskom frekvencijskom opsegu. Da bi se smanjio unutrašnji šum, radiometri se često hlade na vrlo niske temperature. Pojačani signal se snima na kasetofon ili kompjuter. Snaga primljenog signala obično se izražava u terminima "temperature antene", kao da se umjesto antene nalazi crno tijelo određene temperature koje proizvodi istu snagu. Mjerenjem snage signala na različitim frekvencijama konstruiše se radio spektar, čiji oblik nam omogućava da prosudimo mehanizam zračenja i fizičku prirodu objekta.

Radioastronomska posmatranja mogu se vršiti noću i danju, ako ne ometaju smetnje od industrijskih objekata: varničkih elektromotora, radio stanica, radara. Iz tog razloga, radio opservatorije se obično nalaze daleko od gradova. Radio astronomi nemaju posebne zahteve za kvalitet atmosfere, ali kada posmatraju talase kraće od 3 cm, atmosfera postaje smetnja, pa radije postavljaju kratkotalasne antene visoko u planinama.

Zapažanja radioastronomije.

U zavisnosti od parametara antene i raspoložive opreme, svaka radio opservatorija je specijalizovana za određenu klasu posmatračkih objekata. Sunce je, zbog svoje blizine Zemlji, moćan izvor radio talasa. Radio emisija koja dolazi iz njegove atmosfere stalno se snima - to omogućava predviđanje sunčeve aktivnosti. Aktivni procesi odvijaju se u magnetosferi Jupitera i Saturna, radio impulsi iz kojih se redovno posmatraju u opservatorijama Floride, Santiaga i Univerziteta Yale. Najveće antene u Engleskoj, SAD-u i Rusiji koriste se za planetarni radar.

Izvanredno otkriće bila je emisija međuzvjezdanog vodonika otkrivena na opservatoriji Leiden (Holandija) na talasnoj dužini od 21 cm. Zatim su desetine drugih atoma i složenih molekula, uključujući i organske, pronađeni duž radio linija u međuzvjezdanom mediju. Molekule emituju posebno intenzivno na milimetarskim talasima, za koje se kreiraju posebne parabolične antene sa visokopreciznom površinom.

Prvo u Kembridž radio opservatoriji (Engleska), a zatim i na drugim od ranih 1950-ih, sistematska istraživanja celog neba su sprovedena da bi se identifikovali radio izvori. Neki od njih se podudaraju s poznatim optičkim objektima, ali mnogi nemaju analoga u drugim rasponima zračenja i, po svemu sudeći, vrlo su udaljeni objekti. Početkom 1960-ih, nakon što su otkrili blijede objekte u obliku zvijezde koji odgovaraju radio izvorima, astronomi su otkrili kvazare - vrlo udaljene galaksije s nevjerovatno aktivnim jezgrama.

S vremena na vrijeme, neki radio teleskopi pokušavaju da traže signale vanzemaljskih civilizacija. Prvi projekat ove vrste bio je projekat američke Nacionalne radioastronomske opservatorije 1960. godine za traženje signala sa planeta obližnjih zvijezda. Kao i sva kasnija pretraživanja, donijela je negativan rezultat.

EKSTRA-ATMOSFERNA ASTRONOMIJA

književnost:

Dimitrov G., Baker D. Teleskopi i pribor. M. – L., 1947
King C. Istorija teleskopa. Dover, 1979
Ponomarev D.N. Astronomske opservatorije Sovjetskog Saveza. M., 1987
Krusciunas K. Astronomski centri svijeta. Kembridž, 1987



Predstavljam Vašoj pažnji pregled najboljih opservatorija na svijetu. Ovo su možda najveće, najmodernije i visokotehnološke opservatorije smještene na nevjerovatnim lokacijama, što im je omogućilo da uđu u prvih deset. Mnogi od njih, poput Mauna Kee na Havajima, već su spomenuti u drugim člancima, a mnogi će biti neočekivano otkriće za čitatelja. Dakle, pređimo na listu...

Opservatorija Mauna Kea, Havaji

Smješten na Velikom ostrvu Havaji, na vrhu Mauna Kee, MKO je najveći niz optičke, infracrvene i precizne astronomske opreme na svijetu. Zgrada opservatorije Mauna Kea ima više teleskopa nego bilo koja druga na svijetu.

Vrlo veliki teleskop (VLT), Čile

Veoma veliki teleskop je kompleks kojim upravlja Južnoevropska opservatorija. Nalazi se na Cerro Paranalu u pustinji Atacama, na sjeveru Čilea. VLT se zapravo sastoji od četiri odvojena teleskopa, koji se obično koriste odvojeno, ali se mogu koristiti zajedno za postizanje vrlo visoke ugaone rezolucije.

Južni polarni teleskop (SPT), Antarktik

Teleskop prečnika 10 metara nalazi se na stanici Amundsen-Scott na Južnom polu na Antarktiku. SPT je započeo svoja astronomska posmatranja početkom 2007.

opservatorija Yerkes, SAD

Osnovana davne 1897. godine, opservatorija Yerkes nije tako visokotehnološka kao prethodne opservatorije na ovoj listi. Međutim, s pravom se smatra "rodnim mjestom moderne astrofizike". Nalazi se u Williams Bayu, Wisconsin, na nadmorskoj visini od 334 metra.

ORM opservatorija, Kanari

Opservatorij ORM (Roque de Los Muchachos) nalazi se na nadmorskoj visini od 2.396 metara, što je čini jednom od najboljih lokacija za optičku i infracrvenu astronomiju na sjevernoj hemisferi. Opservatorija ima i najveći optički teleskop s otvorom na svijetu.

Arecibo u Portoriku

Otvorena 1963. godine, opservatorija Arecibo je džinovski radio teleskop u Portoriku. Do 2011. godine opservatorijom je upravljao Univerzitet Cornell. Ponos Areciba je njegov radio teleskop od 305 metara, koji ima jedan od najvećih otvora blende na svijetu. Teleskop se koristi za radioastronomiju, aeronomiju i radarsku astronomiju. Teleskop je poznat i po svom učešću u projektu SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence).

Australijska astronomska opservatorija

Smješten na nadmorskoj visini od 1164 metra, AAO (Australijska astronomska opservatorija) ima dva teleskopa: 3,9-metarski anglo-australski teleskop i 1,2-metarski britanski Schmidt teleskop.

Opservatorija Tokijskog univerziteta u Atacami

Poput VLT i drugih teleskopa, opservatorija Univerziteta u Tokiju također se nalazi u čileanskoj pustinji Atacama. Opservatorija se nalazi na vrhu Cerro Chainantora, na nadmorskoj visini od 5.640 metara, što je čini najvišom astronomskom opservatorijom na svijetu.

ALMA u pustinji Atacama

ALMA (Atacama Large Millimeter/submilimeter Array) opservatorija se takođe nalazi u pustinji Atacama, pored veoma velikog teleskopa i opservatorije Univerziteta u Tokiju. ALMA ima niz radioteleskopa od 66, 12 i 7 metara. To je rezultat saradnje Evrope, SAD, Kanade, istočne Azije i Čilea. Na stvaranje opservatorije potrošeno je više od milijardu dolara. Posebno vrijedi istaknuti najskuplji trenutno postojeći teleskop koji je u upotrebi u ALMA-i.

Astronomska opservatorija Indije (IAO)

Indijska astronomska opservatorija, smještena na nadmorskoj visini od 4.500 metara, jedna je od najviših na svijetu. Njime upravlja Indijski institut za astrofiziku u Bangaloru.

Detalji Kategorija: Rad astronoma Objavljeno 10.11.2012. 17:13 Pregleda: 7969

Astronomska opservatorija je istraživačka institucija koja sprovodi sistematska posmatranja nebeskih tela i pojava.

Opservatorija se obično gradi na povišenom području, odakle se otvara dobar pogled. Opservatorija je opremljena instrumentima za posmatranje: optičkim i radio teleskopima, instrumentima za obradu rezultata posmatranja: astrografima, spektrografima, astrofotometrima i drugim uređajima za karakterizaciju nebeskih tela.

Iz istorije opservatorije

Teško je čak i navesti vrijeme kada su se pojavile prve opservatorije. Naravno, to su bile primitivne građevine, ali su se u njima ipak vršila promatranja nebeskih tijela. Najstarije opservatorije nalaze se u Asiriji, Babilonu, Kini, Egiptu, Perziji, Indiji, Meksiku, Peruu i drugim zemljama. Drevni sveštenici su u suštini bili prvi astronomi, jer su posmatrali zvezdano nebo.
- opservatorija nastala još u kamenom dobu. Nalazi se u blizini Londona. Ova građevina je bila i hram i mjesto za astronomska posmatranja - tumačenje Stonehengea kao velike opservatorije kamenog doba pripada J. Hawkinsu i J. Whiteu. Nagađanja da se radi o drevnoj opservatoriji zasnivaju se na činjenici da su njene kamene ploče postavljene određenim redoslijedom. Poznato je da je Stonehenge bio sveto mjesto Druida - predstavnika svećeničke kaste starih Kelta. Druidi su bili vrlo dobro upućeni u astronomiju, na primjer, strukturu i kretanje zvijezda, veličinu Zemlje i planeta i razne astronomske fenomene. Nauka ne zna odakle im to znanje. Vjeruje se da su ih naslijedili od pravih graditelja Stonehengea i da su zahvaljujući tome imali veliku moć i utjecaj.

Još jedna drevna opservatorija, izgrađena prije oko 5 hiljada godina, pronađena je na teritoriji Jermenije.
U 15. veku u Samarkandu, veliki astronom Ulugbek izgradio opservatoriju koja je bila izuzetna za svoje vrijeme, u kojoj je glavni instrument bio ogroman kvadrant za mjerenje ugaonih udaljenosti zvijezda i drugih svjetiljki (o tome pročitajte na našoj web stranici: http://site/index.php/earth/rabota -astrnom/10-etapi- astronimii/12-sredneverovaya-astronomiya).
Prva opservatorija u modernom smislu te riječi bila je slavna muzej u Aleksandriji, aranžirao Ptolemej II Filadelf. Aristil, Timoharis, Hiparh, Aristarh, Eratosten, Gemin, Ptolomej i drugi ovde su postigli neviđene rezultate. Ovdje su po prvi put počeli koristiti instrumente s podijeljenim krugovima. Aristarh je postavio bakreni krug u ravan ekvatora i uz njegovu pomoć direktno posmatrao vremena prolaska Sunca kroz ekvinocije. Hiparh je izumio astrolab (astronomski instrument zasnovan na principu stereografske projekcije) sa dva međusobno okomita kruga i dioptrije za posmatranja. Ptolomej je uveo kvadrante i uspostavio ih pomoću viska. Prelazak iz punih krugova u kvadrante bio je, u suštini, korak unazad, ali je autoritet Ptolomeja zadržao kvadrante u opservatorijama sve do Remerovog vremena, koji je dokazao da se posmatranja vrše preciznije korišćenjem punih krugova; međutim, kvadranti su potpuno napušteni tek početkom 19. stoljeća.

Prve opservatorije modernog tipa počele su da se grade u Evropi nakon što je izumljen teleskop - u 17. veku. Prva velika državna opservatorija – Parisian. Izgrađena je 1667. godine. Uz kvadrante i druge instrumente antičke astronomije, ovdje su se već koristili veliki teleskopi prelamanja. Otvoren 1675 Greenwich Royal Observatory u Engleskoj, na periferiji Londona.
U svijetu postoji više od 500 opservatorija.

Ruske opservatorije

Prva opservatorija u Rusiji bila je privatna opservatorija A.A. Ljubimov u Kholmogoriju, oblast Arhangelska, otvorena je 1692. Godine 1701. dekretom Petra I osnovana je opservatorija u Navigacionoj školi u Moskvi. Godine 1839. u blizini Sankt Peterburga je osnovana Pulkovska opservatorija, opremljena najnaprednijim instrumentima koji su omogućili dobijanje vrlo preciznih rezultata. Zbog toga je opservatorija Pulkovo nazvana astronomskom prijestolnicom svijeta. Sada u Rusiji postoji više od 20 astronomskih opservatorija, među kojima je vodeća Glavna (Pulkovska) astronomska opservatorija Akademije nauka.

Opservatorije svijeta

Među stranim opservatorijama najveće su Greenwich (Velika Britanija), Harvard i Mount Palomar (SAD), Potsdam (Nemačka), Krakov (Poljska), Byurakan (Armenija), Beč (Austrija), Krim (Ukrajina) i druge. različitih zemalja razmjenjuju rezultate zapažanja i istraživanja, često radeći na istom programu kako bi razvili najtačnije podatke.

Izgradnja opservatorija

Tipična zgrada za moderne opservatorije je cilindrična ili višestruka zgrada. To su tornjevi u koje su ugrađeni teleskopi. Moderne opservatorije opremljene su optičkim teleskopima smještenim u zatvorenim kupolastim zgradama, odnosno radio-teleskopima. Svjetlost prikupljena teleskopima snima se fotografskim ili fotoelektričnim metodama i analizira kako bi se dobile informacije o udaljenim astronomskim objektima. Opservatorije se obično nalaze daleko od gradova, u klimatskim zonama sa malo oblačnosti i, ako je moguće, na visokim visoravnima, gdje je atmosferska turbulencija niska i može se proučavati infracrveno zračenje koje apsorbiraju niži slojevi atmosfere.

Vrste opservatorija

Postoje specijalizovane opservatorije koje rade po užem naučnom programu: radio astronomija, planinske stanice za posmatranje Sunca; neke opservatorije su povezane sa zapažanjima astronauta iz svemirskih letjelica i orbitalnih stanica.
Većina infracrvenog i ultraljubičastog opsega, kao i rendgenski i gama zraci kosmičkog porijekla, nedostupni su za posmatranje sa Zemljine površine. Za proučavanje Univerzuma na ovim zracima, potrebno je odnijeti instrumente za posmatranje u svemir. Do nedavno, ekstraatmosferska astronomija nije bila dostupna. Sada je to postala grana nauke koja se brzo razvija. Bez imalo pretjerivanja, rezultati dobijeni svemirskim teleskopom revolucionirali su mnoge naše ideje o svemiru.
Savremeni svemirski teleskop je jedinstveni skup instrumenata, koji je godinama razvijalo i koristilo nekoliko zemalja. Hiljade astronoma iz cijelog svijeta učestvuju u osmatranjima na modernim orbitalnim opservatorijama.

Na slici je prikazan dizajn najvećeg infracrvenog optičkog teleskopa u Evropskoj južnoj opservatoriji, visine 40 m.

Uspješno funkcioniranje svemirske opservatorije zahtijeva zajedničke napore raznih stručnjaka. Svemirski inženjeri pripremaju teleskop za lansiranje, stavljaju ga u orbitu i osiguravaju da svi instrumenti budu opskrbljeni energijom i da ispravno funkcionišu. Svaki objekat se može posmatrati nekoliko sati, pa je posebno važno da orijentacija satelita koji kruži oko Zemlje bude u istom pravcu kako bi os teleskopa ostala usmerena direktno na objekat.

Infracrvene opservatorije

Da biste obavili infracrvena osmatranja, morate poslati prilično veliko opterećenje u svemir: sam teleskop, uređaje za obradu i prijenos informacija, hladnjak, koji bi trebao zaštititi IR prijemnik od pozadinskog zračenja - infracrvenih kvanata koje emituje sam teleskop. Stoga je u čitavoj istoriji svemirskih letova vrlo malo infracrvenih teleskopa radilo u svemiru. Prva infracrvena opservatorija pokrenuta je u januaru 1983. kao dio zajedničkog američko-evropskog projekta IRAS. U novembru 1995. Evropska svemirska agencija lansirala je ISO infracrvenu opservatoriju u nisku orbitu Zemlje. Ima teleskop sa istim prečnikom ogledala kao IRAS, ali se za snimanje zračenja koriste osetljiviji detektori. ISO posmatranja imaju pristup širem opsegu infracrvenog spektra. Trenutno se razvija još nekoliko projekata svemirskih infracrvenih teleskopa koji će biti pokrenuti u narednim godinama.
Međuplanetarne stanice ne mogu bez IR opreme.

Ultraljubičaste opservatorije

Ultraljubičasto zračenje Sunca i zvijezda gotovo u potpunosti apsorbira ozonski omotač naše atmosfere, pa se UV kvanti mogu detektirati samo u gornjim slojevima atmosfere i šire.
Na zajedničkom američko-evropskom satelitu Copernicus, lansiranom u avgustu 1972. godine, prvi put je u svemir lansiran ultraljubičasti reflektirajući teleskop prečnika zrcala (SO cm) i specijalni ultraljubičasti spektrometar. Osmatranja na njemu vršena su do 1981. godine.
Trenutno se u Rusiji radi na pripremi za lansiranje novog ultraljubičastog teleskopa "Spectrum-UV" sa prečnikom ogledala 170 cm Veliki međunarodni projekat "Spectrum-UV" - "Svetska svemirska opservatorija" (WKO-UV) ima za cilj istraživanje Univerzuma u područjima nepristupačnim za posmatranje sa zemaljskim instrumentima u ultraljubičastom (UV) području elektromagnetnog spektra: 100-320 nm.
Projekat vodi Rusija i uključen je u Federalni svemirski program za 2006-2015. Trenutno u projektu učestvuju Rusija, Španija, Nemačka i Ukrajina. Kazahstan i Indija također pokazuju interesovanje za učešće u projektu. Institut za astronomiju Ruske akademije nauka je vodeća naučna organizacija projekta. Vodeća organizacija za raketno-svemirski kompleks je NPO po imenu. S.A. Lavochkina.
U Rusiji se stvara glavni instrument opservatorije - svemirski teleskop sa glavnim ogledalom prečnika 170 cm. Teleskop će biti opremljen spektrografima visoke i niske rezolucije, dugim proreznim spektrografom, kao i kamerama za konstruisanje visokokvalitetne slike u UV i optičkom dijelu spektra.
U pogledu mogućnosti, VKO-UV projekat je uporediv sa američkim svemirskim teleskopom Hubble (HST) i čak ga nadmašuje u spektroskopiji.
EKO-UV će otvoriti nove mogućnosti za istraživanje planeta, zvjezdane, ekstragalaktičke astrofizike i kosmologije. Početak rada opservatorije planiran je za 2016.

rendgenske opservatorije

X-zraci nam donose informacije o moćnim kosmičkim procesima povezanim sa ekstremnim fizičkim uslovima. Visoka energija rendgenskih i gama zraka omogućava njihovo snimanje "komad po komad", sa tačnim naznakom vremena registracije. Rendgen detektori su relativno jednostavni za proizvodnju i male težine. Stoga su korišćeni za posmatranja u gornjim slojevima atmosfere i šire korišćenjem raketa na velikim visinama čak i pre prvih lansiranja veštačkih Zemljinih satelita. Rendgenski teleskopi su instalirani na mnogim orbitalnim stanicama i međuplanetarnim svemirskim letjelicama. Ukupno je oko stotinu takvih teleskopa posjetilo svemir blizu Zemlje.

Opservatorije gama zraka

Gama zračenje je blisko povezano sa rendgenskim zračenjem, pa se slične metode koriste za njegovo registrovanje. Vrlo često, teleskopi lansirani u orbite oko Zemlje istovremeno ispituju i rendgenske i gama-zrake izvore. Gama zraci nam donose informacije o procesima koji se odvijaju unutar atomskih jezgri i o transformacijama elementarnih čestica u svemiru.
Prva zapažanja kosmičkih gama izvora su klasifikovana. Kasnih 60-ih - ranih 70-ih. Sjedinjene Američke Države lansirale su četiri vojna satelita serije Vela. Oprema ovih satelita razvijena je za otkrivanje rafala tvrdog rendgenskog i gama zračenja do kojih dolazi tokom nuklearnih eksplozija. Međutim, pokazalo se da većina zabilježenih rafala nije povezana s vojnim testovima, a njihovi izvori se ne nalaze na Zemlji, već u svemiru. Tako je otkriven jedan od najmisterioznijih fenomena u Univerzumu - rafali gama zraka, koji su pojedinačni snažni bljeskovi tvrdog zračenja. Iako su prvi kosmički gama zraci zabilježeni još 1969. godine, informacije o njima objavljene su tek četiri godine kasnije.

OPZERVATORIJA: MODERNE ZEMLJISTE OPZERVATORIJE

Za članak OPZERVATORIJA

Optičke opservatorije. Lokacija za izgradnju optičke opservatorije obično se bira dalje od gradova sa jarkim noćnim osvjetljenjem i smogom. Ovo je obično vrh planine, gdje postoji tanji sloj atmosfere kroz koji se moraju vršiti zapažanja. Poželjno je da vazduh bude suv i čist, a da vetar nije posebno jak. U idealnom slučaju, opservatorije bi trebale biti ravnomjerno raspoređene po površini Zemlje kako bi se objekti na sjevernom i južnom nebu mogli promatrati u bilo kojem trenutku. Međutim, istorijski gledano, većina opservatorija se nalazi u Evropi i Severnoj Americi, pa je nebo severne hemisfere bolje proučavano. Poslednjih decenija počele su da se grade velike opservatorije na južnoj hemisferi i blizu ekvatora, odakle se može posmatrati i severno i južno nebo. Drevni vulkan Mauna Kea na ostrvu. Sa nadmorskom visinom većom od 4 km, Havaji se smatraju najboljim mjestom na svijetu za astronomska posmatranja. Devedesetih godina prošlog veka tu su se naselili desetine teleskopa iz različitih zemalja.

Pomogli su naučnicima da naprave neka neverovatna otkrića: prisustvo galaksija na rubu Univerzuma; proučavanje supernova kako bi se odredila brzina širenja svemira, priroda eksplozija gama zraka i, nedavno, planete oko drugih zvijezda. Od ruta mazgi koje su koristile za nošenje ogledala od 60 inča do vrha planine kroz hladne noći, Edwin Hubble koji prepisuje naše znanje o kosmosu, Mount Wilson predstavlja evoluciju moderne opservatorije i jedno od najvažnijih naučnih lokacija u istoriji. George Ellery Hale, područje od 60 inča koje se više ne koristi za istraživanja, korišteno je za proučavanje spektralne klasifikacije zvijezda, koja čini osnovu moderne astronomije. 60-inčni Hale teleskop bio je najveći na svijetu prije 100 godina, ali u roku od 10 godina zamijenjen je 100-inčnim teleskopom iz susjedstva.

Toranj. Teleskopi su veoma osetljivi instrumenti. Kako bi ih zaštitili od lošeg vremena i temperaturnih promjena, smješteni su u posebne zgrade - astronomske kule. Male kule su pravougaonog oblika sa ravnim krovom na povlačenje. Tornjevi velikih teleskopa obično su okrugli sa hemisferičnom rotirajućom kupolom, u kojoj se otvara uski prorez za posmatranje. Ova kupola dobro štiti teleskop od vjetra tokom rada. Ovo je važno jer vjetar trese teleskop i uzrokuje potresanje slike. Vibracije tla i zgrade tornja također negativno utiču na kvalitet slike. Stoga je teleskop postavljen na poseban temelj, a ne povezan sa temeljem tornja. Unutar tornja ili blizu njega ugrađeni su ventilacioni sistem za kupolasti prostor i instalacija za vakuumsko nanošenje reflektivnog aluminijumskog sloja na ogledalo teleskopa, koji vremenom bledi.

Koristeći 100-inčni Edwin Hubble, otkrio je da su mrlje "maglina" na nebu zapravo udaljene galaksije, da se svemir širi; i da je stopa ove ekspanzije uporediva sa stvaranjem Velikog praska. Ljubaznošću Javne biblioteke u Los Anđelesu.

Palomarov 200-inčni Hale teleskop pomogao je u revoluciji u modernoj astronomiji—i modernom pekarstvu. George Ellery Hale, koji je pao u stvaranju Palomara jer je imao planinu. Edwin Hubble je prvi pogledao kroz ogledalo. Katalog će kasnije postati osnova za katalog vodiča koji koristi svemirski teleskop Hubble. Tri četvrt stoljeća kasnije, Palomar još uvijek dolazi do novih otkrića. Rezolucija je dvostruko veća od Hubble svemirskog teleskopa.

Mount. Da bi uperio u zvijezdu, teleskop se mora rotirati oko jedne ili dvije ose. Prvi tip uključuje meridijanski krug i instrument za prolaz - male teleskope koji se rotiraju oko horizontalne ose u ravnini nebeskog meridijana. Krećući se od istoka prema zapadu, svaka svjetiljka prelazi ovu ravan dva puta dnevno. Pomoću instrumenta za prolaz određuju se momenti prolaska zvijezda kroz meridijan i tako se razjašnjava brzina rotacije Zemlje; ovo je neophodno za tačnu uslugu vremena. Meridijanski krug vam omogućava da izmjerite ne samo trenutke, već i mjesto gdje zvijezda seče meridijan; ovo je neophodno za kreiranje tačnih zvezdanih mapa.

Galileo Galilei nije izmislio teleskop; on vjerovatno nije čak ni bio prvi koji je uperio teleskop u nebo. Ali njegov moćan dizajn teleskopa omogućio mu je da vidi dalje nego što je bilo ko prije vidio, ili barem bilo koga ko je objavio njegove nalaze. Njegova otkrića uzdrmala su temelje Evrope, donijevši mu titulu "Otac moderne nauke".

Takođe je osuđen za krivovjerje jer je promovirao heliocentrični pogled na svemir. Ljubaznošću Franklin Instituta, Philadelphia. U 18 godina punih događaja, svemirski teleskop Hubble opravdao je svog imenjaka, jednog od najvećih astronoma u istoriji. S obzirom na njegovo poznato sudbonosno rođenje, spektakularne otvorene razglednice i svjetski poznata otkrića, bilo bi teško tvrditi da je bilo koji drugi naučni instrument imao širi utjecaj od Hubblea.

Prve opservatorije modernog tipa počele su da se grade u Evropi nakon što je izumljen teleskop - u 17. veku. Prva velika državna opservatorija – Parisian. Izgrađena je 1667. godine. Uz kvadrante i druge instrumente antičke astronomije, ovdje su se već koristili veliki teleskopi prelamanja. Otvoren 1675 Greenwich Royal Observatory u Engleskoj, na periferiji Londona.
U svijetu postoji više od 500 opservatorija.

Ruske opservatorije

Prva opservatorija u Rusiji bila je privatna opservatorija A.A. Ljubimov u Kholmogoriju, oblast Arhangelska, otvorena je 1692. Godine 1701. dekretom Petra I osnovana je opservatorija u Navigacionoj školi u Moskvi. Godine 1839. u blizini Sankt Peterburga je osnovana Pulkovska opservatorija, opremljena najnaprednijim instrumentima koji su omogućili dobijanje vrlo preciznih rezultata. Zbog toga je opservatorija Pulkovo nazvana astronomskom prijestolnicom svijeta. Sada u Rusiji postoji više od 20 astronomskih opservatorija, među kojima je vodeća Glavna (Pulkovska) astronomska opservatorija Akademije nauka.

Opservatorije svijeta

Među stranim opservatorijama najveće su Greenwich (Velika Britanija), Harvard i Mount Palomar (SAD), Potsdam (Nemačka), Krakov (Poljska), Byurakan (Armenija), Beč (Austrija), Krim (Ukrajina) i druge. različitih zemalja razmjenjuju rezultate zapažanja i istraživanja, često radeći na istom programu kako bi razvili najtačnije podatke.

Izgradnja opservatorija

Tipična zgrada za moderne opservatorije je cilindrična ili višestruka zgrada. To su tornjevi u koje su ugrađeni teleskopi. opremljen optičkim teleskopima koji se nalaze u zatvorenim kupolastim zgradama ili radio teleskopima. Svjetlost prikupljena teleskopima snima se fotografskim ili fotoelektričnim metodama i analizira kako bi se dobile informacije o udaljenim astronomskim objektima. Opservatorije se obično nalaze daleko od gradova, u klimatskim zonama sa malo oblačnosti i, ako je moguće, na visokim visoravnima, gdje je atmosferska turbulencija niska i može se proučavati infracrveno zračenje koje apsorbiraju niži slojevi atmosfere.

Vrste opservatorija

Postoje specijalizovane opservatorije koje rade po užem naučnom programu: radio astronomija, planinske stanice za posmatranje Sunca; neke opservatorije su povezane sa zapažanjima astronauta iz svemirskih letjelica i orbitalnih stanica.
Većina infracrvenog i ultraljubičastog opsega, kao i rendgenski i gama zraci kosmičkog porijekla, nedostupni su za posmatranje sa Zemljine površine. Za proučavanje Univerzuma na ovim zracima, potrebno je odnijeti instrumente za posmatranje u svemir. Do nedavno, ekstraatmosferska astronomija nije bila dostupna. Sada je to postala grana nauke koja se brzo razvija. Bez imalo pretjerivanja, rezultati dobijeni svemirskim teleskopom revolucionirali su mnoge naše ideje o svemiru.
Savremeni svemirski teleskop je jedinstveni skup instrumenata, koji je godinama razvijalo i koristilo nekoliko zemalja. Hiljade astronoma iz cijelog svijeta učestvuju u osmatranjima na modernim orbitalnim opservatorijama.

Na slici je prikazan dizajn najvećeg infracrvenog optičkog teleskopa u Evropskoj južnoj opservatoriji, visine 40 m.

Uspješno funkcioniranje svemirske opservatorije zahtijeva zajedničke napore raznih stručnjaka. Svemirski inženjeri pripremaju teleskop za lansiranje, stavljaju ga u orbitu i osiguravaju da svi instrumenti budu opskrbljeni energijom i da ispravno funkcionišu. Svaki objekat se može posmatrati nekoliko sati, pa je posebno važno da orijentacija satelita koji kruži oko Zemlje bude u istom pravcu kako bi os teleskopa ostala usmerena direktno na objekat.

Infracrvene opservatorije

Da biste obavili infracrvena osmatranja, morate poslati prilično veliko opterećenje u svemir: sam teleskop, uređaje za obradu i prijenos informacija, hladnjak, koji bi trebao zaštititi IR prijemnik od pozadinskog zračenja - infracrvenih kvanata koje emituje sam teleskop. Stoga je u čitavoj istoriji svemirskih letova vrlo malo infracrvenih teleskopa radilo u svemiru. Prva infracrvena opservatorija pokrenuta je u januaru 1983. kao dio zajedničkog američko-evropskog projekta IRAS. U novembru 1995. Evropska svemirska agencija lansirala je ISO infracrvenu opservatoriju u nisku orbitu Zemlje. Ima teleskop sa istim prečnikom ogledala kao IRAS, ali se za snimanje zračenja koriste osetljiviji detektori. ISO posmatranja imaju pristup širem opsegu infracrvenog spektra. Trenutno se razvija još nekoliko projekata svemirskih infracrvenih teleskopa koji će biti pokrenuti u narednim godinama.
Međuplanetarne stanice ne mogu bez IR opreme.

Ultraljubičaste opservatorije

Ultraljubičasto zračenje Sunca i zvijezda gotovo u potpunosti apsorbira ozonski omotač naše atmosfere, pa se UV kvanti mogu detektirati samo u gornjim slojevima atmosfere i šire.
Na zajedničkom američko-evropskom satelitu Copernicus, lansiranom u avgustu 1972. godine, prvi put je u svemir lansiran ultraljubičasti reflektirajući teleskop prečnika zrcala (SO cm) i specijalni ultraljubičasti spektrometar. Osmatranja na njemu vršena su do 1981. godine.
Trenutno se u Rusiji radi na pripremi za lansiranje novog ultraljubičastog teleskopa "Spectrum-UV" sa prečnikom ogledala 170 cm Veliki međunarodni projekat "Spectrum-UV" - "Svetska svemirska opservatorija" (WKO-UV) ima za cilj istraživanje Univerzuma u područjima nepristupačnim za posmatranje sa zemaljskim instrumentima u ultraljubičastom (UV) području elektromagnetnog spektra: 100-320 nm.
Projekat vodi Rusija i uključen je u Federalni svemirski program za 2006-2015. Trenutno u projektu učestvuju Rusija, Španija, Nemačka i Ukrajina. Kazahstan i Indija također pokazuju interesovanje za učešće u projektu. Institut za astronomiju Ruske akademije nauka je vodeća naučna organizacija projekta. Vodeća organizacija za raketno-svemirski kompleks je NPO po imenu. S.A. Lavochkina.
U Rusiji se stvara glavni instrument opservatorije - svemirski teleskop sa glavnim ogledalom prečnika 170 cm. Teleskop će biti opremljen spektrografima visoke i niske rezolucije, dugim proreznim spektrografom, kao i kamerama za konstruisanje visokokvalitetne slike u UV i optičkom dijelu spektra.
U pogledu mogućnosti, VKO-UV projekat je uporediv sa američkim svemirskim teleskopom Hubble (HST) i čak ga nadmašuje u spektroskopiji.
EKO-UV će otvoriti nove mogućnosti za istraživanje planeta, zvjezdane, ekstragalaktičke astrofizike i kosmologije. Početak rada opservatorije planiran je za 2016.

rendgenske opservatorije

X-zraci nam donose informacije o moćnim kosmičkim procesima povezanim sa ekstremnim fizičkim uslovima. Visoka energija rendgenskih i gama zraka omogućava njihovo snimanje "komad po komad", sa tačnim naznakom vremena registracije. Rendgen detektori su relativno jednostavni za proizvodnju i male težine. Stoga su korišćeni za posmatranja u gornjim slojevima atmosfere i šire korišćenjem raketa na velikim visinama čak i pre prvih lansiranja veštačkih Zemljinih satelita. Rendgenski teleskopi su instalirani na mnogim orbitalnim stanicama i međuplanetarnim svemirskim letjelicama. Ukupno je oko stotinu takvih teleskopa posjetilo svemir blizu Zemlje.

Opservatorije gama zraka

Gama zračenje je blisko povezano sa rendgenskim zračenjem, pa se slične metode koriste za njegovo registrovanje. Vrlo često, teleskopi lansirani u orbite oko Zemlje istovremeno ispituju i rendgenske i gama-zrake izvore. Gama zraci nam donose informacije o procesima koji se odvijaju unutar atomskih jezgri i o transformacijama elementarnih čestica u svemiru.
Prva zapažanja kosmičkih gama izvora su klasifikovana. Kasnih 60-ih - ranih 70-ih. Sjedinjene Američke Države lansirale su četiri vojna satelita serije Vela. Oprema ovih satelita razvijena je za otkrivanje rafala tvrdog rendgenskog i gama zračenja do kojih dolazi tokom nuklearnih eksplozija. Međutim, pokazalo se da većina zabilježenih rafala nije povezana s vojnim testovima, a njihovi izvori se ne nalaze na Zemlji, već u svemiru. Tako je otkriven jedan od najmisterioznijih fenomena u Univerzumu - rafali gama zraka, koji su pojedinačni snažni bljeskovi tvrdog zračenja. Iako su prvi kosmički gama zraci zabilježeni još 1969. godine, informacije o njima objavljene su tek četiri godine kasnije.

Optičke opservatorije. Lokacija za izgradnju optičke opservatorije obično se bira dalje od gradova sa jarkim noćnim osvjetljenjem i smogom. Obično je to vrh planine, gdje postoji tanji sloj atmosfere kroz koji se moraju vršiti opservacije. Poželjno je da vazduh bude suv i čist, a da vetar nije posebno jak. U idealnom slučaju, opservatorije bi trebale biti ravnomjerno raspoređene po površini Zemlje kako bi se objekti na sjevernom i južnom nebu mogli promatrati u bilo kojem trenutku. Međutim, istorijski gledano, većina opservatorija se nalazi u Evropi i Severnoj Americi, pa je nebo severne hemisfere bolje proučavano. Poslednjih decenija počele su da se grade velike opservatorije na južnoj hemisferi i blizu ekvatora, odakle se može posmatrati i severno i južno nebo. Drevni vulkan Mauna Kea na ostrvu. Sa nadmorskom visinom većom od 4 km, Havaji se smatraju najboljim mjestom na svijetu za astronomska posmatranja. Devedesetih godina prošlog veka tu su se naselili desetine teleskopa iz različitih zemalja. Toranj. Teleskopi su veoma osetljivi instrumenti. Kako bi ih zaštitili od lošeg vremena i temperaturnih promjena, smješteni su u posebne zgrade - astronomske kule. Male kule su pravougaonog oblika sa ravnim krovom na povlačenje. Tornjevi velikih teleskopa obično su okrugli sa hemisferičnom rotirajućom kupolom, u kojoj se otvara uski prorez za posmatranje. Ova kupola dobro štiti teleskop od vjetra tokom rada. Ovo je važno jer vjetar trese teleskop i uzrokuje potresanje slike. Vibracije tla i zgrade tornja također negativno utiču na kvalitet slike. Stoga je teleskop postavljen na poseban temelj, a ne povezan sa temeljem tornja. Unutar tornja ili blizu njega ugrađeni su ventilacioni sistem za kupolasti prostor i instalacija za vakuumsko nanošenje reflektivnog aluminijumskog sloja na ogledalo teleskopa, koji vremenom bledi. Mount. Da bi uperio u zvijezdu, teleskop se mora rotirati oko jedne ili dvije ose. Prvi tip uključuje meridijanski krug i instrument za prolaz - male teleskope koji se rotiraju oko horizontalne ose u ravnini nebeskog meridijana. Krećući se od istoka prema zapadu, svaka svjetiljka prelazi ovu ravan dva puta dnevno. Pomoću instrumenta za prolaz određuju se momenti prolaska zvijezda kroz meridijan i tako se razjašnjava brzina rotacije Zemlje; ovo je neophodno za tačnu uslugu vremena. Meridijanski krug vam omogućava da izmjerite ne samo trenutke, već i mjesto gdje zvijezda seče meridijan; ovo je neophodno za kreiranje tačnih zvezdanih mapa. U modernim teleskopima direktno vizualno promatranje se praktički ne koristi. Uglavnom se koriste za fotografisanje nebeskih objekata ili za detekciju njihove svjetlosti elektronskim detektorima; u ovom slučaju, ekspozicija ponekad doseže nekoliko sati. Sve to vrijeme, teleskop mora biti precizno usmjeren prema objektu. Stoga, uz pomoć satnog mehanizma, rotira konstantnom brzinom oko satne ose (paralelno sa osi rotacije Zemlje) od istoka prema zapadu prateći zvijezdu, kompenzirajući tako rotaciju Zemlje od zapada prema zapadu. istok. Druga os, okomita na osu sata, naziva se osa deklinacije; služi za usmjeravanje teleskopa u smjeru sjever-jug. Ovaj dizajn se naziva ekvatorijalni nosač i koristi se za gotovo sve teleskope, s izuzetkom najvećeg, za koji se alt-azimutski nosač pokazao kompaktnijim i jeftinijim. Na njemu teleskop prati zvijezdu, okrećući se istovremeno promjenjivom brzinom oko dvije ose - vertikalne i horizontalne. To značajno otežava rad mehanizma sata, što zahtijeva kompjutersku kontrolu. Refrakcioni teleskop ima objektiv sa sočivom. Budući da se zraci različitih boja različito prelamaju u staklu, sočivo je dizajnirano tako da daje oštru sliku u fokusu u zracima jedne boje. Stariji refraktori su dizajnirani za vizuelno posmatranje i stoga su dali jasne slike u žutom svetlu. Pojavom fotografije počeli su se graditi fotografski teleskopi - astrografi, koji daju jasnu sliku u plavim zracima, koji

Podijeli: