Смотреть на звезды – процесс, подходящий не только для свидания, но и для такой серьезной науки как астрономия. Ученые наблюдают за звездами в обсерваториях, где используются гигантские оптические установки или радиотелескопы. Обсерватории бывают не только астрономическими, в научных учреждениях с таким же названием следят за геофизическими изменениями, климатом и вулканами. Но наш рассказ об астрономических оптических обсерваториях.
Астрономы могут наблюдать за изменениями на земле, из-под земли, из космоса и с воздуха. Все дело в том, что обсерватории бывают разные. Сегодня человеку не обязательно находиться рядом с телескопом, чтобы зафиксировать и интерпретировать данные. Машины фиксируют показатели самостоятельно и передают астрономам в головной центр.
Итак, давайте совершим маленькую экскурсию в современную наземную астрономическую оптическую обсерваторию.
Выбор местности
Лучшее место для строительства обсерватории – вершина горы, местность, откуда открываются хорошие возможности обзора. Важно отметить, что в крупных городах серьезные научные обсерватории ставить уже не имеет смысла, так как мегаполисы переливаются искусственным светом по ночам, что мешает наблюдать за небосводом. Воздух должен быть сухим и чистым, а ветер не очень сильным. Все это необходимые условия для хорошей видимости. В теории, обсерватории должны располагаться равномерно по поверхности земного шара, чтобы как можно более полно охватить небесную карту. Однако так исторически сложилось, что в Европе и Северной Америке было построено больше всего обсерваторий, поэтому небо Северного полушария изучено подробнее.
Установка телескопа
Телескоп, основной прибор наземной лаборатории, располагается в специальной башне. Однако дело не в романтическом флере, а сугубо в практической значимости. Так телескопу не грозит непогода и перепады температур. Небольшие башни имеют прямоугольную форму и раздвигающуюся крышу. Если обсерватория внушительных масштабов, то башню строят со сферической крышей и вращающимся куполом, где открывается зазор для наблюдений. Такая форма крыши помогает снизить воздействие ветра. Любопытно, что телескоп монтируют на отдельном от башни фундаменте, чтобы в случае вибрации здания изображение не портилось.
Внутреннее устройство
На самом деле совершенно ни к чему находиться физически рядом с телескопом и наблюдать в трубу за небесными телами. Современные установки настолько огромные, что это не совсем удобно. В аппарат встроены компьютерные системы, которые позволяют сделать снимки и передать информацию, а также зарегистрировать свет специальными электронными детекторами. Важное условие – телескоп должен быть все время четко наведен на объект. Именно поэтому установка вращается, не выпуская объект наблюдения из зоны видимости. Телескоп поворачивается вокруг оси с востока на запад, компенсируя тем самым вращение нашей планеты с запада на восток. Однако в телескопе есть еще одна ось, перпендикулярная основной. Так телескоп может перемещаться с севера на юг. Такая экваториальная монтировка используется при создании большинства приборов. За перемещением установки следит компьютер.
Разновидности телескопов
Телескопы бывают разных видов. Телескоп рефрактор, один из самых старых телескопов, отличается линзовым объективом. Он рассчитан так, чтобы преломляясь, лучи света давали четкое изображение какого-то одного цвета. Фотографические телескопы или астрографы дают четкое изображение в голубых, желтых, красных и инфракрасных лучах.
Телескоп-рефлектор в качестве объектива имеет вогнутое стекло. Лучи любого цвета отражаются от него одинаково, что обеспечивает четкость изображения. От размера диаметра объектива зависит мощность телескопа. Чем больше света он может поглотить, тем дальше расположенные объекты он увидит.
Есть и гибридный вариант телескопа – зеркально-линзовый. Он дает четкое изображение лишь вблизи. Используется чаще всего для длительного изучения какого-то одного объекта.
Работа обсерваторий нацелена на длительные программы наблюдений.
Что измеряет?
Работа обсерваторий нацелена на длительные программы наблюдений, отслеживая положения звезд и планет на небе. Астрономы также следят за движением метеоритов и могут предсказать место их падения. Для этого используется несколько широкоугольных камер на большом расстоянии друг от друга, которые непрерывно фотографируют небо. Свое распространение эта идея получила в виде «болидных сетей» – обсерваторий, следящих за яркими метеоритами.
Есть обсерватории, которые следят за состоянием Солнца. Его активность измеряют по количеству темных пятен на поверхности. Главный прибор при изучении Солнца – спектограф. Он позволяет узнать химический состав солнечной атмосферы, скорость движения газа, температуру и магнитное поле. Все это происходит через разложение солнечного света с помощью призмы и дифракционной решетки.
За Луной и планетами также наблюдают. Здесь также активно используются спектографы. В изучении звезд часто замеряют интенсивность линий, с помощью которых также могут определить химический состав небесного объекта. Слабые звезды можно изучить только с помощью крупного телескопа с фотометром. Длительная экспозиция повышает чувствительность оборудования в тысячи раз. Для этого используют крупнейшие телескопы диаметром от 4 до 10 м, способные увидеть даже другие галактики.
Объединение усилий
МАС – Международный астрономический союз, который проводит множество совместных программ с участием разных стран по изучению небесных объектов. Наблюдения делятся по определенным классам. Разные комиссии отвечают за звезды, планеты, кометы и так далее.
Наряду с оптикой сегодня активно используют радиообсерватории. Учитывая, что оптические и радиоволны одни из немногих излучений, которые проходят через атмосферу земли, эти способы являются самыми распространенными. Однако стоит отметить, что «радиоокно» гораздо шире оптического. Оно позволяет отследить волны от миллиметра до метров. Именно благодаря радиоволнам астрономы узнали о таких объектах, как холодные облака межзвездного газа, ядра галактик и взрывающиеся звезды.
Обсерватории существуют во многих городах. Однако они стали использоваться больше в образовательных и просветительских целях для любителей. Настоящие научные установки, конечно, располагаются вдали от шумных городов и скопления людей. Среди известных обсерваторий можно назвать обсерваторию Кека на вершине Мауна-Кеа, южно-африканскую астрономическую обсерваторию в Кейптауне, лазерную обсерваторию LIGO, паранальскую обсерваторию, обсерваторию Roque de los Muchachos на Канарских островах. До них так просто не добраться. Они расположены высоко над уровнем моря.
Материал подготовлен по данным из открытых источников на основе Энциклопедия Кругосвет.
Фото на странице и на главной странице сайта: Светлана Холявчук / Интерпресс (РБК)
