DERS 11: ASTRONOMİK ALETLER - I

Dersin Konuları

• Teleskoplar
• Işığı nasıl topluyoruz
• Fotonları kaydettiğimiz aletler
• Işığı nasıl topluyoruz
• Açısal Ayırmagücü
• İnce ayrıntıları ayırtetmek

Teleskoplar

• Teleskop nedir?
• Işığı toplayarak bir foton algılıyıcısına odaklayan bir alet.
• Yapımındaki amaç:
• Çok daha duyarlı gzlemlerin yapılabilmesini sağlamak
• Gökyüzünü daha ayrıntılı incelemek

Teleskop Türleri

• Mercekli
• Işığı mercek aracılığı ile odaklar
• örn. bir kameranın merceği yada
• büyüteç gibi
• Aynalı
• Işığı bir ayna yardımıyla yansıtarak odaklar
• örn. traş aynası

Mercekli Teleskoplarda Problemler

• Kabarcık, kirli vb. özürü olmayan büyük boyutlu camların yapılabilmesi
• Ağır olan bu camın çerçeve tutturulma zorunluluğu
• Must suspend the heavy glass by the rim
• Renk sapıncı vardır
• Farklı dalgaboylarındaki ışık farklı kırılmalara uğrar (prizmada olduğu gibi!).
• En büyük aynalı teleskop ~1 metre çapındadır.

• Büyük mercek ışığı odağa toplar.

• Işık alüminyum yüzeyle kaplanmış eğrisel bir aynadan yansıyarak odağa toplanır.

• Ayna herzaman konik bir kesite sahiptir:
• Parabol, hiperbol yada elips

 

 

Aynalı Teleskopların Avantajı

• Işık yüzeyden yansıtıldığı için bir maddenin içinden geçmez..
• Arkadan desteklenebilir.
• Renk sapıncı olmaz (bütün ışık eşit bir şekilde yansıtılır).

Bir Teleskop Ne Yapar -

• Bir cisimden gelen akıyı toplar, biriktirir.
• Biriktirilen veya toplanan ışığın miktarı teleskopun aynasının alanına bağlıdır.
• Bu nedenle büyük teleskoplar daha iyidir
• Daha fazla ışık toplarlar

Teleskop ile Gözümüzün Karşılaştırması

• Karanlığa uyum sağlamış bir gözün çapı D ~ 7 mm'dir.
• Mt. Palomar teleskopunun çapı D = 5 m'dir.
• Işığı toplama oranı

 

 


kez daha fazladır!

• Bu nedenle çok daha sönük cisimleri gözlemleyebiliyoruz.

Ne Kadar Sönük Cisimleri Gözleyebiliriz?

• Palomar teleskopu ile bakıldığında yaklaşık 14 kadirden daha sönük cisimler görülebilir
• örn. 20 nci kadirden yıldızlar
• Fakat Palomar gözlemevinde bu değerden daha sönük cisimler gözlenebilmektedir (~25 nci kadir).
• Bu nasıl mümkün oluyor?

Foton Dedektörleri

• Foton dedektörleri Elektromanyetik ışınıma duyarlı aletlerdir.
• Fotografik filmler sadece fotonları kaydedebilirler
• Astronominin ilk zamanlarında çokca kullanılmıştır
• Günümüzde CCD (charge-coupled devices) gibi "katı hal" dedektörleri kullanılmaktadır.
• Düşük ışık düzeyinde video kameraları ve elektronik kameralarla birlikte kullanılmaktadır.

Diğer Dalgaboylarında

• Katı hal foton algılıyıcılarının bir şekli veya diğeri Elektromanyetik tayfın diğer bölgelerini kaydetmede kullanılmaktadır.
• Eskiden fotografik olarak yapılan gözlemlerde Elektromanyetik tayfın çok sınırlı bir bölgesinin gözlemi yapılabiliyordu:
• görünür, UV ve X-ışın
• Fakat çok etkin değildi

(yaklaşık 20 fotondan sadece 1'ini kaydedebilmekteydi)

Poz Süresi

• Poz süresi dedektörün ışığa maruz kaldığı süredir.
• Karanlığa uyum sağlamış göz ~1/8 ile 1/4 saniye arasında bir süre foton biriktirebilir.
• CCD'ler saatlerce foton biriktirebilirler.
• Uzun poz zamanının anlamı kaynaktan gelebilecek çok sayıda fotonun biriktirilebileceğidir.

Açısal Ayırmagücü

• Açısal ayırmagücü yakın cisimleri birbirinden ayırabilme yeteneğini gösterir.
• Yay saniyesi veya Yay dakikası biriminde ölçülürler.
• Gözümüzün ayırmagücü ~1 yay dakikası kadardır.

Açısal Ayrıklık

• Bir teleskopun açısal ayırma gücü teta aşağıdaki şekilde verilir:

 

 


 

burada lamda = dalgaboyu ve D = teleskopun çapıdır

Bazı sayılar

• Optik dalgaboyu (lamda ~ 5000 A)

 

 



• Radyo dalgaboyu (1 mm ile 100 m arası)

 

 

Açısal Ayırmagücü ile ilgili Notlar

• Büyük teleskopların ayırma gücü daha iyidir.
• However, it is the size of the telescope relative to the wavelength that counts.
• Radyo teleskopların iyi ayırma gücüne sahip olabilmesi içi çok büyük yapılmaları gereklidir.

Atmosferin Blurlaştırması

• Teleskopların daha iyi görüşe sahip olması için yüksek dağların tepelerine kurulurlar (daha ince hava tabakası olduğundan).
• Fakat atmosferik blurlaştırma açısal ayırma gücünün ~0.5 yay saniyesi (5000 A) ile sınırlamaktadır.
• Değişik türden mercekler kullanılarak atmosfer tarafından yaratılan blurlaştırma etkisi gözlem anında düzeltilebilmektedir.
• Biçimi değiştirilebilir aynalar kullanılmaktadır.
• Askeri amaçla geliştirilmiştir.