Skip to main content
Global

6.2: Telescopes Leo

  • Page ID
    175799
  • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    Malengo ya kujifunza

    Mwishoni mwa sehemu hii, utaweza:

    • Kutambua darubini kubwa inayoonekana na mwanga na infrared inafanya kazi leo
    • Jadili mambo muhimu ya kuchagua tovuti sahihi ya darubini
    • Kufafanua mbinu ya optics adaptive na kuelezea madhara ya anga juu ya uchunguzi wa astronomical

    Tangu wakati wa Newton, wakati ukubwa wa vioo katika telescopes ulipimwa kwa inchi, kuonyesha darubini zimeongezeka zaidi. Mwaka 1948, wanaastronomia wa Marekani walijenga darubini yenye kioo cha kipenyo cha mita 5 (200-inch) kwenye Mlima wa Palomar kusini mwa California. Ilibaki darubini kubwa inayoonekana-mwanga duniani kwa miongo kadhaa. Wakubwa wa leo, hata hivyo, wana vioo vya msingi (vioo vikubwa zaidi katika darubini) ambavyo ni 8- hadi mita 10 kwa kipenyo, na vikubwa vinajengwa (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)).

    alt
    Kielelezo\(\PageIndex{1}\) Kubwa Darubini Mirror. Picha hii inaonyesha mojawapo ya vioo vya msingi vya darubini kubwa sana ya Ulaya ya Kusini mwa Observatory, iliyoitwa Yepun, baada ya kurejeshwa kwa alumini. Kioo ni kidogo zaidi ya mita 8 kwa kipenyo.

    Telescopes ya Kisasa-Mwanga na Infrared

    Miongo kuanzia mwaka 1990 iliona ujenzi wa darubini duniani kote kukua kwa kiwango cha kipekee. (Angalia Jedwali\(\PageIndex{1}\), ambalo pia linajumuisha tovuti za kila darubini ikiwa unataka kutembelea au kujifunza zaidi kuhusu wao.) Maendeleo ya teknolojia yalikuwa hatimaye yamewezesha kujenga darubini kubwa zaidi kuliko darubini ya mita 5 huko Palomar kwa gharama nafuu. Teknolojia mpya pia zimeundwa kufanya kazi vizuri katika wavelengths ya infrared, na sio tu inayoonekana,.

    Jedwali\(\PageIndex{1}\): Darubini kubwa ya Dishi-inayoonekana ya Mwanga na Infrared
    Aperture (m) Jina la darubini Eneo Hali Tovuti
    39 Darubini kubwa sana ya Ulaya (E-ELT) Cerro Armazonas, Chile Mwanga wa kwanza 2025 (inakadiriwa) www.eso.org/sci/facilities/eelt
    30 Telescope ya mita thelathini (TMT) Mauna Kea, HI Mwanga wa kwanza 2025 (inakadiriwa) www.tmt.org
    24.5 Darubini kubwa ya Magellan (GMT) Observatory ya Las Campanas, Mwanga wa kwanza 2025 (inakadiriwa) www.gmto.org
    11.1 × 9.9 Darubini kubwa la Afrika Kusini (SALT) Sutherland, Afrika Kusini 2005 www.salt.ac.za
    10.4 Gran Telescopio Canarias (GTC) La Palma, Visiwa vya Kanari Mwanga wa kwanza 2007 http://www.gtc.iac.es
    10.0 Keck I na II (darubini mbili) Mauna Kea, HI Imekamilika 1993—96 www.keckobservatory.org
    9.1 Hobby—Eberly darubini (HET) Mlima Locke, TX Imekamilika 1997 www.as.utexas.edu/mcdonald/het
    8.4 Darubini kubwa ya Binocular (LBT) (darubini mbili) Mlima Graham, AZ Mwanga wa kwanza 2004 www.lbto.org
    8.4 Kubwa Synoptic Survey Darubini (LSST) Cerro Pachón, Chile Mwanga wa kwanza 2021 www.lsst.org
    8.3 Darubini ya Subaru Mauna Kea, HI Mwanga wa kwanza 1998 www.naoj.org
    8.2 Darubini Kubwa sana (VLT) Cerro Paranal, Chile Darubini zote nne kukamilika 2000 www.eso.org/public/teles-instr/paranal
    8.1 Gemini Kaskazini na Gemini Kusini Mauna Kea, HI (Kaskazini) na Cerro Pachón, Chile (Kusini) Mwanga wa kwanza 1999 (Kaskazini), Mwanga wa kwanza 2000 (Kusini) www.gemini.edu
    6.5 Darubini za Magellan (darubini mbili: Baade na Landon Clay) Las Campanas, Chile Mwanga wa kwanza 2000 na 2002 OBS.carnegiescience.edu/Magellan
    6.5 Multi-Mirror darubini (MMT) Mlima Hopkins, AZ Imekamilika 1979 www.mmto.org
    6.0 Big darubini Altazimuth (BTA-6) Mlima Pastukhov, Urusi Imekamilika 1976 W0.sao.ru/doc-en/telescopes/BTA/descrip.html
    5.1 Hale darubini Mlima Palomar, CA Ilikamilishwa 1948 www.astro.caltech.edu/palomar/about/telescopes/hale.html

    Tofauti kati ya darubini ya Palomar na darubini ya kisasa ya Gemini Kaskazini (kuchukua mfano) huonekana kwa urahisi katika Kielelezo\(\PageIndex{2}\). Darubini ya Palomar ni muundo mkubwa wa chuma uliotengenezwa kushika kioo cha msingi cha tani 14.5 chenye kipenyo cha mita 5. Kioo huelekea kupungua chini ya uzito wake mwenyewe; kwa hiyo, muundo mkubwa wa chuma unahitajika kushikilia kioo. Kioo kipenyo cha mita 8, ukubwa wa darubini ya Gemini Kaskazini, ikiwa ingejengwa kwa kutumia teknolojia sawa na darubini ya Palomar, ingekuwa na uzito angalau mara nane zaidi na ingehitaji muundo mkubwa wa chuma ili kuunga mkono.

    alt
    Kielelezo\(\PageIndex{2}\) Kisasa kutafakari Telescopes. Vipengele vya kudhibitiwa na kompyuta (motors) daima kurekebisha vioo hivi 36 ili uso wa jumla wa kutafakari vitendo kama kioo kimoja na sura sahihi ya kukusanya na kuzingatia mwanga kwenye picha mkali.

    Darubini ya Gemini Kaskazini ya mita 8 inaonekana kama featherweight kwa kulinganisha, na kwa kweli ni. Kioo ni takriban inchi 8 tu na kina uzito wa tani 24.5, chini ya mara mbili kama kioo cha Palomar. Darubini ya Gemini Kaskazini ilikamilishwa takriban miaka 50 baada ya darubini ya Palomar. Wahandisi walitumia faida ya teknolojia mpya kujenga darubini ambayo ni nyepesi sana kwa uzito ikilinganishwa na ukubwa wa kioo cha msingi. Kioo cha Gemini kinapungua, lakini kwa kompyuta za kisasa, inawezekana kupima kwamba sag mara nyingi kila pili na kutumia nguvu katika maeneo 120 tofauti nyuma ya kioo ili kurekebisha sag, mchakato unaoitwa udhibiti wa kazi. Darubini kumi na saba zenye vioo vya mita 6.5 za kipenyo na kubwa zimejengwa tangu 1990.

    Darubini za Keck za mita 10 kwenye Mauna Kea, ambazo zilikuwa za kwanza kati ya vyombo hivi vya teknolojia mpya, hutumia udhibiti wa usahihi kwa njia ya riwaya kabisa. Badala ya kioo kimoja cha msingi cha mita 10 mduara, kila darubini ya Keck inafikia aperture yake kubwa kwa kuchanganya mwanga kutoka vioo 36 tofauti vya hexagonal, kila mita 1.8 pana (Kielelezo\(\PageIndex{3}\)). Vipengele vya kudhibitiwa na kompyuta (motors) daima kurekebisha vioo hivi 36 ili uso wa jumla wa kutafakari vitendo kama kioo kimoja na sura sahihi ya kukusanya na kuzingatia mwanga kwenye picha mkali.

    alt
    Kielelezo\(\PageIndex{3}\) Thelathini na sita Macho Ni Bora Kuliko Moja. Kioo cha darubini ya Keck ya mita 10 kinajumuisha sehemu 36 za hexagonal. (mikopo: NASA)

    Jifunze zaidi kuhusu Keck Observatory juu ya Mauna Kea kupitia kipande hiki cha Historia Channel kwenye darubini na kazi wanayofanya.

    Mbali na kushikilia kioo, muundo wa chuma wa darubini umeundwa ili darubini nzima iweze kuelekezwa haraka kuelekea kitu chochote angani. Kwa kuwa Dunia inazunguka, darubini lazima iwe na mfumo wa kuendesha motoriziki unaoihamisha vizuri sana kutoka mashariki hadi magharibi kwa kiwango sawa hasa ambacho Dunia inazunguka kutoka magharibi hadi mashariki, hivyo inaweza kuendelea kuelekeza kwenye kitu kinachozingatiwa. Mashine hii yote lazima iwekwe katika dome ili kulinda darubini kutoka kwa vipengele. Dome ina ufunguzi ndani yake ambayo inaweza kuwekwa mbele ya darubini na kuhamia pamoja nayo, ili mwanga kutoka vitu vinavyozingatiwa hauzuiwi.

    George Elery hale: Mwalimu darubini Builder

    George Ellery Hale (Kielelezo\(\PageIndex{4}\)) alikuwa kubwa kati ya wajenzi wa darubini mapema. Si mara moja, lakini mara nne, alianzisha miradi iliyosababisha ujenzi wa kile kilichokuwa darubini kubwa zaidi duniani wakati huo. Na alikuwa bwana katika kushinda wafadhili matajiri ili kuhakikisha ujenzi wa vyombo hivi vipya.

    alt
    Kielelezo\(\PageIndex{4}\) George Ellery Hale (1868—1938). Kazi ya Hale ilisababisha ujenzi wa darubini kadhaa kubwa, ikiwa ni pamoja na darubini ya refracting ya inchi 40 kwenye Yerkes Observatory, na darubini tatu zinazoonyesha: darubini za Hale za inchi 60 na 100 inch Hooker kwenye Mlima Wilson Observatory, na darubini ya Hale ya inchi 200 kwenye Palomar Observatory.

    Mafunzo ya Hale na utafiti wa mapema yalikuwa katika fizikia ya jua. Mwaka 1892, akiwa na umri wa miaka 24, aliitwa profesa mshiriki wa fizikia ya astral na mkurugenzi wa uchunguzi wa astronomical katika Chuo Kikuu cha Chicago. Wakati huo, darubini kubwa zaidi duniani ilikuwa refractor 36-inch katika Lick Observatory karibu na San Jose, California. Akichukua faida ya tupu ya kioo iliyopo kwa darubini ya inchi 40, Hale alianza kukusanya pesa kwa ajili ya darubini kubwa kuliko ile iliyo kwenye Lick. Msaidizi mmoja anayetarajiwa alikuwa Charles T. Yerkes, ambaye, kati ya mambo mengine, alikimbia mfumo wa Trolley huko Chicago.

    Hale alimuandikia Yerkes, akimhimiza kusaidia ujenzi wa darubini kubwa kwa kusema kwamba “mfadhili hakuweza kuwa na monument isiyodumu tena. Ni hakika kwamba jina la Mheshimiwa Lick halikuwa karibu sana linajulikana leo lisingekuwa kwa uchunguzi maarufu ulioanzishwa kutokana na unyenyekevu wake.” Yerkes alikubaliana, na darubini mpya ilikamilishwa Mei 1897; bado ni refractor kubwa duniani (Kielelezo\(\PageIndex{5}\)).

    alt
    Kielelezo\(\PageIndex{5}\) Dunia kubwa Refractor. Darubini ya Yerkes ya inchi 40 (mita 1).

    Hata kabla ya kukamilika kwa refractor ya Yerkes, Hale hakuwa akiota tu kujenga darubini kubwa zaidi lakini pia alikuwa akichukua hatua halisi ili kufikia lengo hilo. Katika miaka ya 1890, kulikuwa na utata mkubwa kuhusu ubora wa jamaa wa refracting na kutafakari darubini. Hale alitambua kwamba 40 inches ilikuwa karibu na upeo upeo upembuzi yakinifu aperture kwa refracting darubini. Ikiwa darubini zilizo na apertures kubwa sana zingejengwa, zingekuwa zinaonyesha darubini.

    Kwa kutumia fedha zilizokopwa kutoka kwa familia yake mwenyewe, Hale alianza kujenga mtafakari wa inchi 60. Kwa tovuti, aliondoka Midwest kwa hali bora zaidi juu ya Mlima Wilson-wakati huo, kilele cha jangwani juu ya mji mdogo wa Los Angeles. Mwaka wa 1904, akiwa na umri wa miaka 36, Hale alipokea fedha kutoka kwa Carnegie Foundation ili kuanzisha Mlima Wilson Observatory. Kioo cha inchi 60 kiliwekwa kwenye mlima wake mnamo Desemba 1908.

    Miaka miwili iliyopita, mwaka wa 1906, Hale alikuwa amemkaribia John D. Hooker, ambaye alikuwa amefanya bahati yake katika vifaa na bomba la chuma, na pendekezo la kujenga darubini ya inchi 100. Hatari za kiteknolojia zilikuwa kubwa. Darubini ya inchi 60 haijawahi kukamilika, na manufaa ya watafakari kubwa kwa astronomia ilikuwa bado haijaonyeshwa. Kaka George Ellery Hale alimwita “kamari mkuu duniani.” Mara nyingine tena, Hale alifanikiwa kupata fedha, na darubini ya inchi 100 ilikamilishwa mnamo Novemba 1917. (Ilikuwa kwa darubini hii kwamba Edwin Hubble aliweza kuthibitisha kwamba nebulae ya ond ilikuwa visiwa tofauti vya nyota-au galaxies-kabisa kuondolewa katika Milky Way yetu wenyewe.)

    Hale hakuwa kwa njia ya ndoto. Mwaka 1926, aliandika makala katika Harper's Magazine kuhusu thamani ya kisayansi ya darubini kubwa bado. Makala hii ilikuja tahadhari ya Rockefeller Foundation, ambayo ilitoa dola milioni 6 kwa ajili ya ujenzi wa darubini 200-inch. Hale alikufa mwaka 1938, lakini darubini ya inchi 200 (mita 5) kwenye mlima wa Palomar ilijitolea miaka 10 baadaye na sasa imeitwa kwa heshima ya Hale.

    Kuchukua Maeneo Bora ya Kuchunguza

    Darubini kama darubini ya Gemini au Keck inagharimu takriban dola milioni 100 kujengwa. Aina hiyo ya uwekezaji inahitaji kwamba darubini kuwekwa katika tovuti bora iwezekanavyo. Tangu mwisho wa karne ya kumi na tisa, wanaastronomia wamegundua kwamba maeneo bora ya uchunguzi ni juu ya milima, mbali na taa na uchafuzi wa miji. Ingawa idadi ya uchunguzi wa miji hubakia, hasa katika miji mikubwa ya Ulaya, wamekuwa vituo vya utawala au makumbusho. Hatua halisi hufanyika mbali, mara nyingi kwenye milima ya jangwa au kilele pekee katika Bahari ya Atlantiki na Pasifiki, ambapo tunapata robo za kuishi za wafanyakazi, kompyuta, maduka ya umeme na mashine, na bila shaka darubini wenyewe. Uchunguzi mkubwa leo unahitaji wafanyakazi wa kusaidia wa watu 20 hadi 100 pamoja na wanaastronomia.

    Utendaji wa darubini huamua si tu kwa ukubwa wa kioo chake bali pia kwa mahali pake. Anga ya dunia, ambayo ni muhimu sana kwa maisha, inatoa changamoto kwa mwanaastronomia wa uchunguzi. Kwa angalau njia nne, hewa yetu inatia mapungufu juu ya manufaa ya darubini:

    1. Upeo dhahiri zaidi ni hali ya hewa kama vile mawingu, upepo, na mvua. Katika maeneo bora, hali ya hewa ni wazi kama vile 75% ya muda.
    2. Hata usiku wa wazi, anga huchuja kiasi fulani cha nyota, hasa katika infrared, ambapo ngozi ni kutokana hasa na mvuke wa maji. Kwa hiyo wanaastronomia wanapendelea maeneo kavu, kwa ujumla hupatikana kwenye miinuko ya juu.
    3. Anga juu ya darubini inapaswa kuwa giza. Karibu na miji, hewa hutawanya glare kutoka kwenye taa, huzalisha mwanga unaoficha nyota zenye kukata tamaa na hupunguza umbali ambao unaweza kutumiwa na darubini. (Wanaastronomia wito athari hii mwanga uchafuzi wa mazingira.) Observatories ni bora ziko angalau 100 maili kutoka mji mkubwa wa karibu.
    4. Hatimaye, hewa ni mara nyingi isiyo na utulivu; mwanga unaopitia hewa hii yenye msukosuko huvunjika, na kusababisha picha za nyota zilizoharibika. Wanaastronomia huita madhara haya “kuona vibaya.” Wakati wa kuona ni mbaya, picha za vitu vya mbinguni hupotoshwa na kupotosha mara kwa mara na kupigwa kwa mionzi ya mwanga na hewa kali.

    Kwa hiyo maeneo bora ya uchunguzi ni ya juu, giza, na kavu. Darubini kubwa zaidi duniani hupatikana katika maeneo ya mlima wa mbali kama milima ya Andes ya Chile (Kielelezo\(\PageIndex{6}\)), vilele vya jangwa la Arizona, Visiwa vya Kanari katika Bahari ya Atlantiki, na Mauna Kea huko Hawaii, volkano yenye urefu wa futi 13,700 (mita 4200).

    Uchafuzi wa mwanga ni tatizo sio tu kwa wataalamu wa astronomia bali kwa kila mtu anayetaka kufurahia uzuri wa anga la usiku. Aidha utafiti sasa unaonyesha kwamba inaweza kuharibu mzunguko wa maisha ya wanyama ambao tunashiriki mazingira ya miji na miji. Na mwanga uliopotea angani unasababisha gharama za manispaa zisizohitajika na matumizi ya mafuta ya mafuta. Watu wasiwasi wameunda shirika, Shirika la Kimataifa la Dark-Sky, ambalo tovuti yake imejaa habari nzuri. Mradi wa sayansi wa raia unaoitwa Globe at Night unakuwezesha kupima viwango vya mwanga katika jamii yako kwa kuhesabu nyota na kulinganisha na wengine duniani kote. Na, ikiwa unavutiwa na mada hii na unataka kufanya karatasi kwa kozi yako ya astronomia au kozi nyingine wakati unapokuwa chuo kikuu, mwongozo wa Usiku wa giza unaweza kukuelezea rasilimali mbalimbali juu ya mada.

    alt
    Kielelezo\(\PageIndex{6}\) Juu na Kavu Site. Cerro Paranal, mkutano wa kilomita 2.7 juu ya usawa wa bahari katika Jangwa la Atacama la Chile, ni tovuti ya darubini kubwa sana ya Ulaya ya Kusini mwa Observatory. Picha hii inaonyesha majengo manne ya darubini ya mita 8 kwenye tovuti na inaonyesha wazi kwamba wanaastronomia wanapendelea maeneo ya juu, kavu kwa vyombo vyao. Darubini ya Utafiti inayoonekana na Infrared ya mita 4.1 kwa Astronomia (VISTA) inaweza kuonekana katika umbali kwenye kilele cha mlima kinachofuata. (mikopo: ESO)

    Azimio la darubini

    Mbali na kukusanya mwanga mwingi kadiri wanavyoweza, wanaastronomia pia wanataka kuwa na picha kali zaidi iwezekanavyo. Azimio inahusu usahihi wa undani uliopo katika picha: yaani, vipengele vidogo ambavyo vinaweza kujulikana. Wanaastronomia daima wanatamani kutoa maelezo zaidi katika picha wanazojifunza, kama wanafuata hali ya hewa kwenye Jupiter au wanajaribu kutazama moyo mkali wa “galaxi ya watu” ambayo hivi karibuni ilikula jirani yake kwa chakula cha mchana.

    Sababu moja ambayo huamua jinsi azimio litakuwa nzuri ni ukubwa wa darubini. Apertures kubwa huzalisha picha kali. Hadi hivi karibuni, hata hivyo, darubini za mwanga zinazoonekana na za infrared kwenye uso wa Dunia hazikuweza kuzalisha picha kali kama nadharia ya nuru ilisema inavyopaswa.

    Tatizo - kama tulivyoona mapema katika sura hii—ni anga ya sayari yetu, ambayo ni misukosuko. Ina mabomu mengi madogo au seli za gesi ambazo huwa na ukubwa kutoka inchi hadi futi kadhaa. Kila kiini kina joto tofauti kidogo na jirani yake, na kila seli hufanya kama lens, ikipiga (refracting) njia ya nuru kwa kiasi kidogo. Ukingo huu unabadilisha kidogo msimamo ambapo kila ray ya mwanga hatimaye hufikia detector katika darubini. Seli za hewa ziko katika mwendo, zikipigwa mara kwa mara kupitia njia nyepesi ya darubini na upepo, mara nyingi kwa njia tofauti kwa urefu tofauti. Matokeo yake, njia inayofuatiwa na nuru inabadilika.

    Kwa mfano, fikiria juu ya kuangalia gwaride kutoka dirisha juu juu ya skyscraper. Unaamua kutupa confetti baadhi chini kuelekea waandamanaji. Hata kama utaacha wachache wote kwa wakati mmoja na katika mwelekeo huo huo, mikondo ya hewa itapiga vipande karibu, na watafikia ardhi katika maeneo tofauti. Kama tulivyosema hapo awali, tunaweza kufikiria nuru kutoka nyota kama mfululizo wa mihimili inayofanana, kila moja ikifanya njia yake kupitia angahewa. Kila njia itakuwa tofauti kidogo, na kila mmoja atafikia detector ya darubini mahali tofauti kidogo. Matokeo yake ni picha iliyosababishwa, na kwa sababu seli zinapigwa na upepo, asili ya blur itabadilika mara nyingi kila pili. Pengine umeona athari hii kama “kupepesa” ya nyota zinazoonekana kutoka duniani. Mihimili ya nuru imeinama ya kutosha kwamba sehemu ya wakati wao kufikia jicho lako, na sehemu ya wakati baadhi yao hukosa, na hivyo kufanya nyota ionekane kutofautiana katika mwangaza. Katika anga, hata hivyo, mwanga wa nyota ni thabiti.

    Wanaastronomia hutafuta ulimwengu kwa ajili ya maeneo ambapo kiasi cha kuchanganyikiwa kwa anga, au turbulence, ni ndogo iwezekanavyo. Inageuka kuwa maeneo bora ni katika safu za mlima wa pwani na juu ya kilele cha volkeno pekee katikati ya bahari. Air ambayo imetiririka umbali mrefu juu ya maji kabla ya kukutana na ardhi ni imara hasa.

    Azimio la picha hupimwa katika vitengo vya angle mbinguni, kwa kawaida katika vitengo vya arcseconds. Arcsecond moja ni 1/3600 shahada, na kuna digrii 360 katika mduara kamili. Kwa hiyo tunazungumzia juu ya pembe ndogo mbinguni. Kukupa hisia ya jinsi tu vidogo, tunaweza kutambua kwamba 1 arcsecond ni jinsi kubwa robo bila kuangalia wakati kuonekana kutoka umbali wa kilomita 5. Picha bora zilizopatikana kutoka chini na mbinu za jadi zinaonyesha maelezo kama ndogo kama sehemu ya kumi kadhaa ya arcsecond hela. Ukubwa huu wa picha ni nzuri sana. Moja ya sababu kuu za kuzindua darubini ya Hubble Space ilikuwa kutoroka anga ya Dunia na kupata picha zenye nguvu zaidi.

    Lakini kwa kuwa hatuwezi kuweka kila darubini angani, wanaastronomia wametengeneza mbinu inayoitwa optics inayoweza kuipiga anga ya dunia katika mchezo wake wa kuchanganyikiwa. Mbinu hii (ambayo inafaa zaidi katika eneo la infrared la wigo na teknolojia yetu ya sasa) hutumia kioo kidogo kilichowekwa kwenye boriti ya darubini. Sensor inapima kiasi gani angahewa imepotosha picha, na mara nyingi kama mara 500 kwa sekunde, inatuma maelekezo kwa kioo rahisi juu ya jinsi ya kubadilisha sura ili kulipa fidia kwa upotovu unaozalishwa na angahewa. Nuru hiyo imerejeshwa kwenye lengo la karibu kabisa katika detector. Kielelezo\(\PageIndex{7}\) kinaonyesha jinsi ufanisi mbinu hii ni. Kwa optics inayofaa, darubini za msingi zinaweza kufikia maazimio ya 0.1 arcsecond au bora zaidi katika eneo la infrared la wigo. Takwimu hii ya kushangaza ni sawa na azimio ambalo Telescope ya Hubble Space inafanikiwa katika kanda inayoonekana ya wigo.

    alt
    Kielelezo\(\PageIndex{7}\) nguvu ya Optics Adaptive. Mojawapo ya picha zilizo wazi kabisa za Jupiter zilizochukuliwa kutoka ardhini, picha hii ilitengenezwa kwa optics adaptive kwa kutumia darubini ya kipenyo cha mita 8 kwenye darubini kubwa sana nchini Chile. Optics Adaptive hutumia wavelengths infrared kuondoa blurring anga, na kusababisha picha wazi zaidi. (mikopo: mabadiliko ya kazi na ESO, F.Marchis, M.Wong (UC Berkeley); E.Marchetti, P.Amico, S.Tordo (ESO))
    Jinsi wanaastronomia wanavyotumia darubini

    Katika mtazamo maarufu (na baadhi ya sinema mbaya), mwanaastronomia hutumia usiku mwingi katika uchunguzi wa baridi akiangalia kupitia darubini, lakini hii si sahihi sana leo. Wanaastronomia wengi hawaishi kwenye observatories, lakini karibu na vyuo vikuu au maabara ambapo wanafanya kazi. Mwanaastronomia anaweza kutumia wiki moja tu au zaidi kila mwaka akiangalia kwenye darubini na muda wote kupima au kuchambua data zilizopatikana kutokana na ushirikiano mkubwa wa mradi na tafiti za kujitolea. Wanaastronomia wengi hutumia darubini za redio kwa ajili ya majaribio ya angani, ambayo hufanya kazi vizuri wakati wa saa za mchana. Wengine wanafanya kazi katika matatizo ya kinadharia kwa kutumia kompyuta nyingi na kamwe hawaoni kwenye darubini ya aina yoyote.

    Hata wakati wanaastronomia wanachunguza kwa darubini kubwa, mara chache huangalia kupitia kwao. Detectors za elektroniki zinarekodi kabisa data kwa uchambuzi wa kina baadaye. Katika baadhi ya uchunguzi, uchunguzi unaweza kufanywa kwa mbali, huku mwanaastronomia ameketi kwenye kompyuta maelfu ya maili mbali na darubini.

    Muda kwenye darubini kubwa ni malipo, na mkurugenzi wa uchunguzi atapokea maombi mengi zaidi ya muda wa darubini kuliko yanaweza kushughulikiwa wakati wa mwaka. Kwa hivyo wanaastronomia lazima waandike pendekezo la kushawishi linaloeleza jinsi wangependa kutumia darubini na kwa nini uchunguzi wao utakuwa muhimu kwa maendeleo ya astronomia. Kamati ya wanaastronomia huombwa kuhukumu na kuweka cheo mapendekezo, na wakati unapewa tu wale walio na sifa kubwa zaidi. Hata kama pendekezo lako ni miongoni mwa wale waliopimwa juu, huenda ukahitaji kusubiri miezi mingi kwa upande wako. Ikiwa mbingu ni mawingu usiku uliyopewa, inaweza kuwa zaidi ya mwaka kabla ya kupata nafasi nyingine.

    Baadhi ya wanaastronomia wakubwa bado wanakumbuka muda mrefu, usiku baridi alitumia peke yake katika dome uchunguzi, na muziki tu kutoka rekodi ya mkanda au kituo cha redio usiku wote kwa kampuni. Kuonekana kwa nyota kuangaza kwa uangalifu saa baada ya saa kwa njia ya kufunguliwa wazi katika dome ya uchunguzi haikukumbukwa. Hivyo, pia, ilikuwa misaada kama kwanza rangi mwanga wa alfajiri alitangaza mwisho wa kikao cha saa 12 uchunguzi. Astronomia ni rahisi sana leo, na timu za waangalizi wanaofanya kazi pamoja, mara nyingi kwenye kompyuta zao, katika chumba cha joto. Wale ambao ni zaidi ya nostalgic, hata hivyo, wanaweza kusema kwamba baadhi ya romance imetoka shamba, pia.

    Muhtasari

    Teknolojia mpya za kutengeneza na kusaidia vioo nyepesi zimesababisha ujenzi wa darubini kadhaa kubwa tangu mwaka 1990. Tovuti ya uchunguzi wa angani lazima ichaguliwe kwa uangalifu kwa hali ya hewa ya wazi, mbinguni za giza, mvuke wa chini wa maji, na kuona bora ya anga (chini ya anga turbulence). Azimio la darubini inayoonekana ya mwanga au infrared imeharibika na turbulence katika anga ya Dunia. Mbinu ya optics adaptive, hata hivyo, inaweza kufanya marekebisho kwa turbulence hii kwa wakati halisi na kuzalisha picha za kina sana.

    faharasa

    optics inayofaa
    mifumo inayotumiwa na darubini ambayo inaweza kufidia upotovu katika picha iliyoletwa na anga, hivyo kusababisha picha kali
    azimio
    undani katika picha; hasa, vipengele vidogo vya angular (au linear) vinavyoweza kujulikana
    kuona
    unsteadiness ya anga ya dunia, ambayo blurs picha telescopic; kuona vizuri ina maana anga ni thabiti