6.E: Vyombo vya Astronomical (Mazoezi)

Kwa ajili ya utafutaji zaidi

Makala

• Blades, J. C. “Kurekebisha Hubble One Last Time.” Sky & darubini (Oktoba 2008): 26. On mwisho Shuttle huduma ujumbe na nini Hubble alikuwa kisha uwezo wa kufanya.
• Brown, A. “Jinsi Gaia itakuwa Ramani Bilioni Stars.” Astronomia (Desemba 2014): 32. Nice mapitio ya ujumbe wa kufanya photometry na spectroscopy ya nyota zote juu ya mwangaza fulani.
• Irion, R. “Mkuu Muda.” Astronomia (Februari 2001): 46. On jinsi muda ni kura juu ya darubini kuu utafiti.
• Jedicke, Peter & Robert. “Coming Giant Sky Doria.” Sky & Darubini (Septemba 2008): 30. Kuhusu darubini kubwa ili kuchunguza angani kwa kuendelea.
• Lazio, Joseph, na wenzake. “Tuning katika Ulimwengu: karne ya 21 Radio Astronomia.” Sky & Darubini (Julai 2008): 21. Kuhusu ALMA na Square Kilomita Array.
• Lowe, Jonathani. “Mirror, Mirror.” Sky & Darubini (Desemba 2007): 22. Kwenye darubini kubwa ya Binocular huko Arizona.
• Lowe, Jonathani. “Nuru ijayo: Telescopes ya Monster ya Kesho.” Sky & Darubini (Aprili 2008): 20. Kuhusu mipango ya darubini kubwa sana chini.
• Mason, Todd & Robin. “Jicho kubwa la Palomar.” Sky & Darubini (Desemba 2008): 36. Kwenye darubini ya Hale 200-inch.
• Subinsky, Raymond. “Ni nani aliyetengeneza darubini.” Astronomia (Agosti 2008): 84. Kifupi kuanzishwa kihistoria, kulenga Hans Lippershey.

Websites

• Tovuti za darubini kuu zinatolewa katika [kiungo], [kiungo], [kiungo], na .

Video

• Astronomia kutoka Stratosphere: SOFIA: https://www.youtube.com/watch?v=NV98BcBBA9c. Majadiliano na Dr. Dana Backman (1:15:32)
• Galaxi kutazamwa katika Wigo Kamili wa Mwanga: https://www.youtube.com/watch?v=368K0iQv8nE. Wanasayansi na Observatory Spitzer kuonyesha jinsi galaxy inaonekana tofauti katika wavelengths tofauti (6:22)
• Kuinua Pazia la Cosmic: Mambo muhimu kutoka Muongo wa Darubini ya Spitzer Space: https://www.youtube.com/watch?v=nkrNQcwkY78. Majadiliano na Dr. Michael Bicay (1:42:44)

Shughuli za Kikundi cha

1. Darubini kubwa zaidi hupata mapendekezo mengi zaidi ya kuchunguza miradi kuliko kuna wakati wa kuchunguza usiku unaopatikana kwa mwaka. Tuseme kikundi chako ni kamati ya kugawa muda wa darubini inaripoti kwa mkurugenzi wa uchunguzi. Ni vigezo gani ungetumia katika kuamua jinsi ya kutoa muda kwenye darubini? Ni hatua gani unaweza kuchukua ili kuhakikisha wenzako wote walidhani kuwa mchakato ulikuwa wa haki na watu wangeweza kuzungumza nawe katika mikutano ya baadaye ya astronomia?
2. Kundi lako ni kamati ya wanaastronomia wenye neva kuhusu kutoa pendekezo kwa mawaziri wa serikali wa nchi yako ndogo ya Ulaya kuingia na nchi nyingine kujenga darubini kubwa duniani katika jangwa la juu, kavu la milima ya Andes ya Chile. Unatarajia mawaziri wa serikali kuwa na wasiwasi sana kuhusu kuunga mkono mradi huu. Ni hoja gani unaweza kufanya kuwashawishi kushiriki?
3. Mawaziri wa serikali sawa tulikutana katika shughuli za awali wanakuomba kuteka orodha ya faida na hasara za kuwa na darubini kubwa zaidi duniani katika milima ya Chile (badala ya mlima wa Ulaya). Je, kundi lako lingeorodhesha katika kila safu?
4. Kundi lako linapaswa kujadili na kufanya orodha ya njia zote ambazo kikao cha kuchunguza kwenye darubini kubwa inayoonekana na darubini kubwa ya redio zinaweza kutofautiana. (Kidokezo: Kumbuka kwamba kwa sababu Jua sio mkali hasa katika wavelengths nyingi za redio, uchunguzi na darubini za redio zinaweza kufanywa wakati wa mchana.)
5. Mwingine “tishio la mazingira” kwa astronomia (badala ya uchafuzi wa mwanga) linatokana na kumwagika kwa mawasiliano ya duniani katika “njia” -wavelengths na frequencies-awali zilizohifadhiwa kwa ajili ya astronomia ya redio. Kwa mfano, mahitaji ya simu za mkononi ina maana kwamba njia nyingi za redio zitatumika kwa kusudi hili. Ishara za kukata tamaa kutoka vyanzo vya redio za cosmic zinaweza kuzama katika bahari ya mazungumzo ya kidunia (kutafsiriwa na kutumwa kama mawimbi ya redio). Fikiria kundi lako ni kamati ya congressional inayotetewa na wanaastronomia wote wa redio, ambao wanataka kuokoa njia zenye wazi za kufanya astronomia, na makampuni ambayo yanasimama kufanya pesa nyingi kutokana na kupanua matumizi ya simu za mkononi. Ni hoja gani zingekuwa sway wewe kwa kila upande?
6. Wakati tovuti ya Telescope mpya ya Thelathini Mita kwenye Mauna Kea ya Hawaii ilipowekwa wakfu, kundi la Wahawaii asili walitangaza upinzani dhidi ya mradi huo kwa sababu wanaastronomia walikuwa wakijenga darubini nyingi mno kwenye mlima ambao Wahawaii asili wanaona kuwa sehemu takatifu. Unaweza kusoma zaidi kuhusu utata huu katika http://www.nytimes.com/2015/12/04/sc...cope.html? _r=0 na katika http://www.nature.com/news/the-mount...escope-1.18446. Mara kundi lako lina ukweli, jadili madai ya kila upande katika utata. Unafikirije inapaswa kutatuliwa?
7. Ikiwa unaweza kupendekeza kutumia darubini kubwa ya kisasa, ungependa kujua nini? Ni darubini gani unayotumia na kwa nini?
8. Uchafuzi wa mwanga (mwanga uliomwagika katika anga la usiku ukifanya iwe vigumu kuona sayari na nyota) ulikuwa suala ambalo liliwahusisha zaidi wanaastronomia. Sasa mwanga uliomwagika usiku pia una wasiwasi kwa wanamazingira na wale wanaohangaika kuhusu ongezeko la joto duniani. Je kundi lako kuja na baadhi ya sababu zisizo astronomical kuwa kinyume na uchafuzi wa mwanga?

Mapitio ya Maswali

1. Je! Ni vipengele vitatu vya msingi vya chombo cha kisasa cha astronomical? Eleza kila mmoja katika sentensi moja hadi mbili.
2. Jina la madirisha mawili ya spectral ambayo mionzi ya umeme hufikia kwa urahisi uso wa Dunia na kuelezea darubini kubwa ya kufungua sasa inatumika kwa kila dirisha.
3. Orodha darubini moja kubwa ya kufungua kwa sasa inatumika katika kila moja ya bendi zifuatazo za wigo wa sumakuumeme: redio, X-ray, gamma ray.
4. Wanaastronomia wanapojadili fursa za darubini zao, wanasema kuwa kubwa ni bora zaidi. Eleza kwa nini.
5. Darubini ya Hooker katika Palomar Observatory ina kipenyo cha m 5, na darubini ya Keck I ina kipenyo cha m 10 Ni kiasi gani zaidi cha mwanga unaweza kukusanya darubini ya Keck kuliko darubini ya Hooker kwa kiasi sawa cha muda?
6. Nini maana ya “kutafakari” na “refracting” telescopes?
7. Kwa nini darubini kubwa zaidi inayoonekana duniani imetengenezwa kwa vioo badala ya lenses?
8. Linganisha jicho, filamu ya picha, na CCDs kama detectors kwa mwanga. Je! Faida na hasara za kila mmoja ni nini?
9. Kifaa cha malipo (CCD) ni nini, na ni jinsi gani kinatumiwa katika astronomia?
10. Kwa nini ni vigumu kuchunguza katika wavelengths ya infrared? Wanaastronomia wanafanya nini ili kukabiliana na ugumu huu?
11. Uchunguzi wa redio na rada mara nyingi hufanywa na antenna sawa, lakini vinginevyo ni mbinu tofauti sana. Linganisha na kulinganisha redio na rada astronomia katika suala la vifaa vinavyohitajika, mbinu zilizotumiwa, na aina ya matokeo yaliyopatikana.
12. Angalia nyuma kwenye Kielelezo\(6.4.2\) cha Cygnus A na usome maelezo yake tena. Nyenzo katika lobes kubwa kwenye kando ya picha zilipaswa kuwa zimeondolewa kutoka katikati angalau miaka ngapi iliyopita?
13. Kwa nini wanaastronomia huweka darubini katika obiti ya dunia? Je, ni faida gani kwa mikoa tofauti ya wigo?
14. Tatizo lilikuwa na Hubble Space Telescope na jinsi gani ilikuwa kutatuliwa?
15. Eleza mbinu wanaastronomia za redio zinazotumia kupata azimio linalofanana na kile wanaastronomia wanaofanya kazi kwa mwanga unaoonekana wanaweza kufikia.
16. Ni aina gani za darubini zinazoonekana na za infrared kwenye ardhi ambazo wanaastronomia wanapanga kwa siku zijazo? Kwa nini wanawajenga chini na si katika nafasi?
17. Eleza darubini moja inayoonekana ya mwanga au infrared ambayo wanaastronomia wanapanga kuzindua angani baadaye.

Maswali ya mawazo

1. Ni nini kinachotokea kwa picha iliyotengenezwa na lenzi ikiwa lenzi “imesimamishwa chini” (ufunuo ulipunguzwa, na hivyo kupunguza kiasi cha nuru inayopitia lenzi) na kiwambo cha iri-kifaa kinachofunika pembezoni yake?
2. Je, itakuwa mali gani ya detector bora ya astronomical? Jinsi ya kufanya mali halisi ya CCD mbinu hii bora?
3. Miongo mingi iliyopita, wataalamu wa astronomers juu ya wafanyakazi wa Mlima Wilson na Palomar Observatories kila mmoja walipokea usiku wa 60 kwa mwaka kwa mipango yao ya kuchunguza. Leo, mwanaastronomia anahisi bahati ya kupata usiku 10 kwa mwaka kwenye darubini kubwa. Je, unaweza kupendekeza baadhi ya sababu za mabadiliko haya?
4. Tata kubwa zaidi ya uchunguzi duniani iko kwenye Mauna Kea, mlima mrefu zaidi duniani. Ni mambo gani wanaastronomia wanaozingatia wakati wa kuchagua tovuti ya uchunguzi? Usisahau wale vitendo. Je, wanaastronomia, kwa mfano, wanapaswa kufikiria kujenga uchunguzi juu ya Denali (Mlima McKinley) au Mlima Everest?
5. Tuseme unatafuta maeneo ya uchunguzi wa mwanga unaoonekana, uchunguzi wa infrared, na uchunguzi wa redio. Je, ni vigezo kuu vya ubora kwa kila mmoja? Ni maeneo gani ambayo yanaonekana kuwa bora leo?
6. Astronomia ya redio inahusisha wavelengths ndefu zaidi kuliko zile za nuru inayoonekana, na observatories nyingi zinazozunguka zimezunguka zimetafuta ulimwengu kwa mionzi ya wavelengths fupi sana. Ni aina gani ya vitu na hali ya kimwili ungependa kutarajia kuhusishwa na chafu ya mionzi katika wavelengths ndefu sana na mfupi sana?
7. Mkuu wa chuo kikuu kilicho karibu na bahari (ambaye hakuwa mkubwa wa sayansi chuo kikuu) anapendekeza kujenga darubini ya infrared moja kwa moja kwenye chuo na kuitumia katika dome nzuri yenye joto ili wanaastronomia watakuwa vizuri usiku wa baridi baridi. Kukosoa pendekezo hili, kutoa hoja yako.

Kujihesabu mwenyewe

1. Eneo ni nini, katika mita za mraba, ya darubini ya 10-m?
2. Takriban nyota 9000 zinaonekana kwa macho ya uchi katika anga nzima (fikiria kwamba unaweza kuona kote duniani kote na hemispheres ya kaskazini na kusini), na kuna takriban digrii za mraba 41,200 mbinguni. Ni nyota ngapi zinazoonekana kwa kila shahada ya mraba? Kwa arc mraba sekunde?
3. Kinadharia (yaani, kama kuona si suala), azimio la darubini ni inversely sawia na kipenyo chake. Je, ni bora zaidi azimio la ALMA wakati wa kufanya kazi katika msingi wake mrefu kuliko azimio la darubini ya Arecibo?
4. Katika mchana mpana, ukubwa wa mwanafunzi wako ni kawaida 3 mm. Katika hali za giza, huongezeka hadi karibu 7 mm. Ni mwanga gani zaidi unaweza kukusanya?
5. Ni nuru ngapi zaidi inayoweza kukusanywa na darubini iliyo na kipenyo cha 8 m kuliko kwa jicho lako lenye giza kabisa kwenye 7 mm?
6. Ni mwanga gani zaidi unaweza kukusanya darubini ya Keck (pamoja na kioo chake cha kipenyo cha mita 10) kuliko darubini ya amateur ambayo kioo chake kina sentimita 25 (0.25 m) kote?
7. Mara nyingi watu wanasumbuliwa wanapogundua kwamba darubini zinazoonyesha zina kioo cha pili katikati ili kuleta mwanga nje kwenye lengo linaloweza kupatikana ambapo vyombo vikubwa vinaweza kupandwa. “Je, wewe si kupoteza mwanga?” watu wanauliza. Naam, ndiyo, unafanya, lakini hakuna mbadala bora zaidi. Unaweza kukadiria ni kiasi gani cha mwanga kinachopotea na utaratibu huo. Kioo cha msingi (moja chini katika Kielelezo\(6.1.5\)) ya darubini ya Gemini Kaskazini ni 8 m mduara. Kioo cha sekondari hapo juu ni karibu 1 m mduara. Tumia formula kwa eneo la mduara ili kukadiria sehemu gani ya mwanga imefungwa na kioo cha sekondari.
8. Telescopes sasa inaweza kuendeshwa kwa mbali kutoka chumba cha joto, lakini hadi takriban miaka 25 iliyopita, wanaastronomia walifanya kazi kwenye darubini ili kuiongoza ili ikabaki inaelekezwa katika sehemu sahihi kabisa. Katika darubini kubwa, kama darubini ya Palomar 200-inch, wanaastronomia wameketi katika ngome juu ya darubini, ambapo kioo sekondari iko, kama inavyoonekana katika Kielelezo\(6.1.5\). Fikiria kwa madhumuni ya hesabu yako kwamba kipenyo cha ngome hii ilikuwa inchi 40. Ni sehemu gani ya nuru imefungwa?
9. HST gharama kuhusu $1.7 bilioni kwa ajili ya ujenzi na $300 milioni kwa ajili ya uzinduzi wake kuhamisha, na ni gharama $250 milioni kwa mwaka kufanya kazi. Ikiwa darubini hudumu kwa miaka 20, ni gharama gani kwa mwaka? Kwa siku? Ikiwa darubini inaweza kutumika asilimia 30 tu ya muda kwa ajili ya uchunguzi halisi, ni gharama gani kwa saa na kwa dakika kwa muda wa kuchunguza mwanaastronomia kwenye chombo hiki? Gharama kwa kila mtu nchini Marekani ni nini? Je uwekezaji wako katika Hubble Space darubini thamani yake?
10. Je, ni mwanga gani zaidi ambao James Webb Space Telescope (pamoja na kioo chake cha kipenyo cha mita 6) hukusanyika kuliko darubini ya Hubble Space (yenye kipenyo cha 2.4 m)?
11. Kioo cha darubini cha Palomar cha mita 5 kina uzito wa tani 14.5. Ikiwa kioo cha mita 10 kilijengwa kwa unene sawa na Palomar (kubwa tu), ni kiasi gani cha kupima?