�ݺ�ߣ

Astronomski instrumentiAstronomski instrumenti
OSNOVE ASTROFIZIKE
DEPARTMAN ZA FIZIKU
2017/18 GODINA

Refraktori. ReflektoriRefraktori. Reflektori
• Pouzdani podaci o upotrebi sočiva za poboljšanje vida nalaze se u
XIII veku. Kao pronalazač naočara označava se italijanskom
optičar i fizičaru Armatiju.
• Engleski astronom i astrolog, fizičar i
hemičar Rodžer Bekon (1212-1294)
nagovestio je da se “korišćenjem cevi sa
sočivima ili pomoću ogledala mogu
”približiti” udaljeni predmeti i predeli”.
• On, ipak, nije pronašao teleskop. Postoje i
crteži Leonarda da Vinčija (1452-1519),
na kojima se vide cevi sa sabirnim
sočivima.

• Sa pronalaskom durbina dovodi se u vezu i
Frankastoro (1483-1553). On navodi (1538. g.) da
Mesec izgleda mnogo bliže kada se gleda kroz dva
sočiva ili kada se gleda kroz jedno debelo sočivo.
• Vlada potpuna nedoumica oko pronalazača teleskopa.
• Pojavljuju se imena Portija (tvorac camera obscura),
Portinija (1590). Javnost se sa teleskopima prvi put
upoznaje u Holandiji (Milderbah) 1608. g. Holandski
optičar Zaharijas Jansen prodaje durbine, ali ih, po
svemu sudeći, nije sam proizvodio. Pravo
patentiranja teleskopa tražili su i holandski
optičari Liperšej, Andrianson.
• Francuski kralj Anri IV traži 1608. g. od
holandskih posetilaca durbin, sa namerom
da ga koristi u vojne svrhe.
• Tokom sledeće godine, Heriot uz pomoć
durbina posmatra i crta Mesec.

• Galileo Galilej 1609. godine saznaje
da se u Parizu prodaju durbini. Na
osnovu opisa nije mu bilo teško da
napravi nekoliko teleskopa.
• Pomoću njih 1610. otkriva Venerine mene,
Jupiterove satelite, planine na Mesecu,
zvezde u Mlečnom Putu, itd.
• U to vreme durbine u nebo upiru i drugi
astronomi, a Majer, Fabricije, Peresk,
Heriot osporavaju Galileju
prvenstvo nekih otkrića.

• Osnovni optički deo svakog teleskopa je objektiv: on
treba da sakupi što više svetlosti i da omogući posmatranje
objekta pod većim uglom. Zavisno od toga da li je
objektiv sočivo (sistem sočiva) ili ogledalo (kombinacija ogledala)
optički teleskopi dele se na:
• refraktore
• reflektore.

• Bez obzira što se svetlost kosmičkih objekata, u
odnosu na njih, prostire radijalno, do nas dolazi u
paralelnim snopovima.
• Nakon prolska kroz sabirna sočiva ili odbijanja od konkavnih
ogledala objektiva, zraci sa kosmičkih objekata seku se u žiži.

• Izvrnut lik povećava se do željenog izgleda sočivom
okulara.
• Uve anjeteleskopaodre ujeseformulom:ć đ
gde su F i f žižne daljine objektiva i okulara,
a D i d prečnici objektiva i izlaznog snopa,
respektivno.
F D
u
f d
= =

• Uvećanje teleskopa je važna karakteristia teleskopa, ali
je za praćenje kosmičkih objekata vrlo značajna količina
svetlosti koju objektiv fokusira ka okularu. Veći prečnik
objektiva omogućuje prikupljanje veće količine zračenja posmatranog
objekta, što se manifestuje na taj način što je njegov lik jasniji i ima
više detalja.
• Optička moć teleskopa
predstavlja odnos fluksa
zračenja koji izlazi iz
teleskopa i koji ulazi u
njega:
2
i
M
u
F D
S
F d
æ ö÷ç= = ÷ç ÷÷çè ø

• Sa veličinom objektiva povezana je i razdvojna moć
teleskopa: recipročna vrednost najmanjeg ugla koji
teleskop razdvaja.
• Ta veličina određena je talasnom dužinom svetlosti i prečnikom
objektiva. Teorija difrakcije daje za najmanji ugao razdvajanja
formulu:
• Od kvaliteta optike
zavisi da li će biti
dostignuta ova
vrednost.
(nm)
(")
4 (mm)D
l
d =

• Pojedinačna sočiva imaju hromatsku aberaciju: grešku
koja potiče od toga da žižna daljina zavisi od talasne
dužine svetlosti.
• Žiža plave svetlosti bliže sočivu od žiže crvene svetlosti. Zbog toga
je lik zamućen obodom u više boja.

• Ova aberacija se otklanja kombinacijom sabirnih i
rasipnih sočiva načinjenih od lakog i teškog stakla
(kron i flint). Ova kombinovana sočiva smanjuju
hromatsku aberaciju tako da fokusiraju zrake dve
boje (ahromat) ili više boja (apohromat).

Refraktorahromat
• Refraktor ahromat: raspon apertura
80-150 mm. Dužina tubusa približno
je jednako žižnoj daljini objektiva.
Refraktorapohromat
• Refraktor apohromat: raspon apertura
70-200 mm. Dužina tubusa približno je
jednako žižnoj daljini objektiva.

• Sferna aberacija – anomalija
sočiva ili oledala sfernih površina,
koja se javlja zbog toga što je
žižna daljina manja za zrake koji
su dalje od optičke ose.
• Problem se ublažava na taj naćin
što se koriste paraboličke i/ili
eliptičke površine ili kombinacije
sočiva i ogledala.

• Veliki problem predstavljaju i turbulentnosti vazduha
u atmosferi. Zbog njih je lik objekta koji se posmatra
zamućen i ima manje detalja.

• Da bi se izbegli poremećaji svetlosti zbog treperenja u
nemirnoj atmosferi, danas se kod teleskopa koristi i
adaptivna optika. To je kompjuterski prilagodljiv
optički sastav teleskopa, kojim se uz pomoć malog,
savitljivog ogledala u deliću sekunde popravlja slika
posmatranog tela.

• Poremećaj se koriguje upore|ivanjem sa likom
“etalonske” zvezde, koja može biti i “veštačka”,
stvorena laserskim zrakom u visokoj temperaturi.

• Savremena tehnika snimanja i kompjuterske obrade
slika kosmičkih objekata bitno su doprineli boljem
poznavanju njihovih karakteristika. Npr. detektor CCD
kamere predstavlja optički senzor koji se sastoji od
poluprovodničkih dioda (piksela) osetljivih na svetlost.
• Fotoni u njima izbijaju elektrone koji se sakupljaju u
toku ekspozicije. Nakon toga se naelektrisanje “ćelija”
očitava. Dobija se digitalna slika koja je mnogo
kvalitetnija od slika dobijenih klasičnom fotografskom
emulzijom.

• esto sevršii kombinovanjesnimakadobijenihČ
fotografskimfilmomiCCDkamerom.

• Kao detektori zračenja koriste se prijemnici koji reaguju
na intenzitet zračenja (npr. naše oko), osvetljenost (npr.
fotografska emulzija), koji detektuju čestičnu emisiju
(Vilsonova komora, Gajger-Milerov i Čerenkovljev
brojač, itd.), koji reaguju na fluks zračenja (termopar,
fotomultiplikator, električni dipol).
• Da bi se eliminisao uticaj atmosferskih turbulencija i apsorpcije
koriste se visinske astronomske stanice (nalaze se u zoni pogodnih
ruža vetrova i iznad oblaka) i teleskopi na satelitima koji na većim
visinama kruže oko Zemlje.

• Od 1990. g. oko Zemlje na visini oko
600 km po skoro kružnoj putanji
funkcioniše svemirski teleskop “Habl”
(HST). U orbitu je postavljen pomoću
Šatla “Discoveri”. Radi se o optičkoj
opservatoriji NASA-e i ESA-e. Teleskop
ima ogledalo prečnika 2.4 m (iste
veličine kao onaj iz prve polovine XX v.
koji je koristio Edvin Habl).

• Nedostaci izvedene optike korigovani su
1993. g, čime je postignuto ugaono
razdvajanja od 0.1”. Solarni paneli
remontovani su 2002. g.
• Njegovi snimci dali su značajan
doprinos savremenom razvoju
astronomije i astrofizike.

GN-z11
 Najdalja i najstarija galaksija u vidljivom svemiru
 Sazvežđe: Veliki medved
 Pravo rastojanje
 32 milijarde svetlosnih godina
 Ovu galaksiju vidimo kako je izgledala pre 13,4 milijarde
godina (400 miliona godina posle nastanka svemira)
 Otkrivena – mart 2016, HST i Spitzer teleskop
 Najveće rastojanje koje HST može da posmatra
 150 miliona godina starija od prethodnog rekordera EGSY8p7
 „blizu kraja tzv. tamne faze svemira“ i „blizu početka perioda
rejonizacije“
 1/25 prečnika Mlečnog puta, 1% mase, zvezde nastaju 20 puta brže; starost
zvezda 40 miliona godina;
 Toliko masivna galaksija u ranom svemiru, nakon početka nastanka zvezda -
izazov za teorijske modele

• Mnogi optički teleskopi su katadioptrijski: njihov optički
mehanizam za oblikvanje slike sastoji se od kombinacije
sočiva i ogledala.
Primerioti kihsistemateleskopač
Keplerov refraktor: objektiv jesabirnoso ivoiza ijegsefokusač č
stavljaokular– sabirno so ivomaležižnedaljine.č
Galilejev durbin: okularjerasipnoso ivokojesepostavljač
ispredžižesabirnogso ivaobjektiva.č

Reflektori: javljajuseuviševarijanti(Njutnov,
Gregorijev, Kasegrenov, itd.). Zafokusiranjesekorsti
ogledalo.

Njutnov reflektor (1661. g.): objektiv je od sfernog
ogledala. U tubusu je malo sekundarno ravno ogledalo,
postavljeno nešto ispred žiže objektiva. Konvergentan
snop zraka ovo otklonsko oglealo skreće pod pravim
uglom van cevi teleskopa u okularni sistem.

Gregorijev i Kasegrenov reflektor: radi se o reflektorima
koji u sfernom ogledalu objektiva imaju otvor. Kroz
njega prolaze zraci koji se odbijaju od konkavnog
sfernog ili elipsoidnog sekundarnog ogledala. Ovo
ogledalo nalazi se na optičkoj osi objektiva iza
(Gregorijev) ili ispred žiže objektiva.

Kasegrenova optika kombinuje se ponekad sa Njutnovom.
Kod Maksutovljevog katadioptičkog teleskopa optika se sastoji
od sfernog ogledala i čeonog sočiva sa obe sferne površine.
Sočivo koriguje aberaciju ogledala. Daje sliku vrlo velikog
vidnog polja. Kombinuje se sa Kasegrenovom optikom.

Bez obzira na dimenzije, teleskop mora da bude stabilan,
dobro izbalansiran, na masivnom podnožju uz lako rukovanje.

Teleskopi moraju posedovati mogućnost posmatranja
svake tačke na nebu iznad horizonta. Treba da se
nalazi u preseku dve međusobno normalne osovine
oko
kojih može slobodo da se obrće.

U osnovi mehanizam pomeranja teleskopa može biti:
horizontska (azimutalna, altazimutalna) i ekvatorijalna
(paralaktička) montaža. Obe montaže kreću se u
različitim varijantama.
Horizontska (azimutalna) montaža: način montiranja
teleskopa sa pokretanjem oko vertikalne i horizontalne
osovine. Teleskopska osa orijentiše se u smeru zadatom
visinom, oko horizontalne ose, i azimutom, oko vertikalne
ose.

U poslednje vreme najveći teleskopi grade se sa
ovakvom montažom. Ovakvi teleskopi koriste se za
određivanje visine i azimuta nebeskih tela.
Ekvatorijalna montaža: koristi se sa jednom osovinom
oko koje se obrću delovi teleskopa i koja je paralelna
sa Zemljinom osom (polarna osovina). Druga osa je
normalna na polarnu osu (deklinacijska osovina). Ovom
montažom prati se dnevno kretanje nebeske sfere. Sreće
se u više varijanti: nemačka, engleska, potkovičasta, viljuškasta, itd.

Kod nemačke ekvatorijalne montaže
teleskop je postavljen pored vertikalnog
stuba (stativ) sa časovnom osovinom,
koja je paralelna polarnoj osi. Sa
druge stane tubusa je protivteg, kojim
se težište vraća na stub.
Kod engleske montaže osovinu
paralelnu polarnoj osi nose dva
stuba, koji su u meridijanskoj
ravni. Varijanta ove montaže je
amerižka (potkovičasta) montaža.

Postoje i duge variante ove
montaže. Takva je npr. Šetajuća
montaža.
Primer potkovičaste monaže:
Južna evropska opservatorija
u Čileu.

U Evropi je u funkciji 9 teleskopa sa prečnikom od 3.5 do 4.2 m, 12
teleskopa između 1.9 i 3.5 m, 20 do 25 teleskopa sa ogledalima od 1
do 1.6 m.
Planira se da do 2024. g. bude završen Ekstremno veliki evropski
teleskop (E-ELT) od 40 m, do 2018. teleskop od 30 m u
Kanadi i Magelanov teleskop od 24.5 m u Australiji.

AS Vidojevica
http://belissima.aob.rs/

Astronomija na
drugim talasima

Radioteleskop
To suure aji zaprihvatanjeđ
radiozra enjakosmi kihč č
objekata. Funkcijskiodgovaraju
reflektorskimteleskopima.
Uloguprimarnogogledalaigra
metalni ili mrežasti paraboloid.
Obi no se(pogrešno) nazivač
antenom, madaseradio kolektoru
zra enja. U fokusuparaboloidać
nalazi sedetektor- dipolni
prijemnik.

Koristeseitzv. sinfazniradio
teleskopi kojisesastojeodniza
dipolnih(Yagijevih) antena.
Radio teleskopsesastojiod
kolektoraradio talasa, antene,
provodnika, poja alasignalaič
kompjuterskoganalizatora
signala.

Snagaukupnogradio zra enjakojeiz Kosmosadospevado površineZemlječ
jejako mala(odgovarasnazi svegaparsijalica). Iz tihrazlogakolektori
radio teleskopaimajuvelikedimenzije. Npr. radioteleskopAresibo
(Portoriko) imanajve i nepokretni kolektorpre nikaod305m. Nalazi seuć č
krateruugašenogvulkana, aufunkciji jeod1963. godine. Pokretni kolektor
radio teleskopakodBonaimapre nikod100m.č
U Zelen uskoj opservatorijič
naKavkazu, navisini od
2100m, nalazi se radio
teleskopRATAN 600,
koji imakolektoruobliku
prstenapre nika576m.č

Aresibo (Portoriko)
305 metara
Five hundred meter Aperture
Spherical Telescope
FAST (Kina)
500 metara
First „light“ 25.09.2016

Velikiproblemuradioastronomijijeeliminacijašumova, koji
naj eš epoti usaZemljeikoji suznatno intenzivniji odč ć č
posmatranogsignala. Zato sedanas razvijajumetodeza
razdvajanjepravilnihradiosignalanebeskihradio izvoraod
znatno složenijihšumovastohasti keprirode.č
Osetljivost radio teleskopanajve ać
jezazra enjekojedolaziiz pravcač
vizure, azbogdifrakcijebrzose
menjasapove anjemuglać
odstupanjaodovogpravca. Zato je
potrebnopoznavanjedijagrama
osetljivosti - funkcijeosetljivostiod
pravcaupolarnimkoordinatama.
Dijagramjeuoblikulatice.
Razdvojni ugaoradio teleskopajednakjepolovini
ugaoneširinedijagramausmerenosti.

U fluksukolektora
radioteleskopaneformira
seslika, ve seradioć
fotometromdobija
raspodelaintenzitetaradio
zra enjakojepoti eodč č
fokusiranogizvora.
Povezivanjemta akasač
istimintenzitetomzra enjač
dobijajuseradio izofote.
Njihovo poznavanjedaje
dodatnuslikuo strukturi
kosmi kogobjekta, izvorač
zra enja.č

Kompjuterskomobradomradio izofotau„lažnim
bojama”možesedobitislikakosmi kogobjekta. Onaseč
estodrasti no razlikujeodslikedobijeneuopti komč č č
deluspektra.

Zapove anjerazdvojnemo iradio teleskopakoristeć ć
seradiointerferometri- radio vezomspregnuti
pojedina niradioteleskopi.č

VLBAjeradiointerferometaruSADkodkojegsekoriste
radioteleskopinahavajskomostrvuMaunaKeai na
Devi anskiostrvima. Tubazaiznosi 8000kmipostižeč
seugaono razdvajanjeod0.001”. Koristesei drugi
ure aji(MERLIN, VLBI, itd.).đ
Very Long Baseline Array

U poslednjihpardecenijaistra` ivanje
Kosmosaobavljasei udrugimoblastima
e.m. zra~enja. Toseuglavnomradi nataj
na~in{to sedetektorizra~enjapomo}u
balonaili satelita{aljuizvanZemljine
atmosfere.
Takav jeslu~ajsaIC teleskopima.

Od golubova do Nobelove nagrade
 1950 – teorijsko predviđanje
 1964 – otkriće kosmičkog
mikrotalasnog pozadinskog
zračenja (CMB)
 1978 – Nobelova nagrada
(Penzias i Vilson)

Atmosfera Zemlje i EM zračenje

MetodeIC astronomijesuupunomzamahurazvoja.

Razvijajusei metode
UV, Xigamaastronomije.

Ovemetodedajupotpunonova
saznanjao procesimau
kosmi kimobjektima.č

MaglinaRakau
sazvež uBikanastalađ
jenakoneksplozije
supernove1054. godine.
širinamaglinejeoko
6s.g. aodnas je
udaljenaoko 6000s.g.
U njenomsredištuje
pulsar- brzo rotiraju ać
neutronskazvezda, ijač
seosarotacijene
podudarasaosom
njenogmagnetnogpolja.

„Teleskopi“ ispod Zemlje?
Detektori neutrina:
•Ice Cube
•Subaru
•Super Kamiokande

�ݺ�ߣ

Astronomski instrumenti

Recommended

More Related Content

What's hot (20)

Similar to Astronomski instrumenti (13)

More from Milan Milošević (20)

Astronomski instrumenti

Editor's Notes