انواع تلسکوپ و نحوه کار آنها

خبرگزاری علم و فناوری آنا، نوید فرخی؛ تلسکوپ‌ها ابزار قدرتمندی هستند که به ما کمک می‌کنند کیهان را کشف کنیم. چشم انسان قدرت محدودی دارد و ابزاری همچون تلسکوپ اجازه می‌دهد اشیایی را ببینیم که دور هستند و با چشم غیر مسلح مشاهده نمی شوند. تلسکوپ انواع مختلفی دارد که هر کدام از روش مختلفی برای گردآوری نور و بزرگنمایی استفاده می‌کنند. در ادامه انواع تلسکوپ را بررسی می‌کنیم و نحوه عملکرد آنها را خلاصه توضیحی می‌دهیم.

بیشتر بخوانید

رصد کهکشان‌ها در روز ممکن شد

چرا تلسکوپ فضایی جیمز وب اهمیت دارد؟

سفر در فضا و زمان؛ میراث ماندگار هابل

تلسکوپ‌های شکستی

تلسکوپ‌های شکستی (Refracting telescopes) قدیمی‌ترین نوع تلسکوپ هستند. در این ابزار از لنز برای تجمیع و متمرکز کردن نور استفاده می‌شود. یک تلسکوپ شکستی عموماً دارای دو عدسی اصلی است. عدسی اول را عدسی شیئی (objective lens) می‌نامند. این لنز نور را از یک منبع دور گردآوری می‌کند و آن را خم می‌کند (به اصطلاح شکست نور اتفاق می‌افتد) تا یک تصویر ایجاد شود. عدسی دوم را عدسی چشمی (eyepiece lens) می‌نامند. عدسی چشمی تصویر ایجادشده توسط عدسی شیئی را بزرگ‌نمایی می‌کند و آن را بزرگ‌تر و نزدیک‌تر نمایش می‌دهد.

استفاده از تلسکوپ‌های شکستی ساده و آسان است و آنها برای مشاهده جزئیات ماه و سیارات منظومه شمسی خوب هستند. با این حال این تلسکوپ‌ها می‌توانند بسیار بزرگ و سنگین شوند زیرا لازم است برای تجمیع بیشتر نور، عدسی‌های بزرگ‌تری داشته باشند. همچنین، لنزهای بزرگ می‌توانند تحت وزن خود خم شوند که باعث واپیچش تصویر (image distortion) می‌شود.

تلسکوپ‌های بازتابی

تلسکوپ‌های بازتابی (Reflecting telescopes) به جای عدسی از آینه برای تجمیع و متمرکز کردن نور استفاده می‌کنند. تلسکوپ بازتابی دارای یک آینه منحنی بزرگ به نام آینه اولیه (primary mirror) است. این آینه نور را جمع می‌کند و آن را به نقطه‌ای به نام نقطه کانونی (focal point) منعکس می‌کند. در آنجا یک آینه تخت کوچکتر به نام آینه ثانویه (secondary mirror)، نور را به سمت چشمی یا دوربین هدایت می‌کند.

 تلسکوپ‌های بازتابی را می‌توان بسیار بزرگتر از تلسکوپ‌های شکستی ساخت، زیرا آینه‌هایش را طوری قرار می‌دهند که به چیزی تکیه دهد. این امر از خم شدن آینه جلوگیری می‌کند و به آنها اجازه می‌دهد نور بیشتری تجیمع کرده و اجسام کم نورتر را ثبت کنند. عیب این نوع تلسکوپ این است که آینه‌هایش باید کاملاً دقیق تراز شوند. گرد و غبار و خاک نیز می‌تواند روی آینه‌ها بنشیند و کیفیت تصویر را تحت تاثیر قرار دهد.

تلسکوپ‌های رادیویی

تلسکوپ‌های رادیویی (Radio telescopes) امواج رادیویی را از فضا ثبت می‌کنند. اجرام آسمانی چنین امواجی دارند. این امواج نوعی تابش الکترومغناطیسی مانند نور است اما طول موج‌های بسیار بلندتری دارد. تلسکوپ‌های رادیویی دارای یک دیش یا بشقاب بزرگ هستند که امواج رادیویی را تجمیع می‌کند. دیش امواج دریافتی را به یک گیرنده منعکس می‌کند و گیرنده نیز به نوبه خود داده‌های دریافتی‌اش را به سیگنال‌های الکتریکی برمی‌گرداند. در نهایت سیگنال‌ها توسط کامپیوتر پردازش می‌شوند و تصاویر یا نمودارهای نجومی تولید می‌شود.

تلسکوپ‌های رادیویی می‌توانند در هوای ابری و در طول روز نیز کیهان را رصد کنند زیرا امواج رادیویی از ابرها عبور می‌کند و به نور مرئی متکی نیست. با این حال برای دریافت سیگنال‌های رادیویی ضعیف از فضا به دیش‌های بسیار بزرگ نیاز است. همچنین برای جلوگیری از تداخل سیگنال‌های رادیویی معمول خودمان، باید آنها را در مناطق دور افتاده مستقر کرد.

تلسکوپ اشعه ایکس

تلسکوپ‌های اشعه ایکس (X-ray telescopes) چنانکه از نام‌شان پیداست اشعه ایکس را از فضا تشخیص می‌دهند. اشعه ایکس نوع دیگری از تشعشعات الکترومغناطیسی است که دارای طول موج‌های کوتاه‌تر از نور مرئی است.

تلسکوپ‌های اشعه ایکس از آینه‌های مخصوصی استفاده می‌کنند که به شکل استوانه‌ای چیده شده تا پرتوهای ایکس را متمرکز کند. این آینه‌ها اشعه ایکس را در زوایایی کم به یک آشکارساز منعکس می‌کنند. سپس آشکارساز بر اساس اشعه ایکسی که به آن برخورد می‌کند تصاویر تولید می‌کند.

تلسکوپ‌های اشعه ایکس می‌توانند اجرام بسیار داغ مانند بقایای ستاره‌های منفجرشده، سیاهچاله‌ها و گاز داغ بین کهکشان‌ها را از فضا رصد کنند. مشکل اصلی این تلسکوپ‌ها این است که اشعه ایکس نمی‌تواند از جو زمین عبور کند، بنابراین این تلسکوپ‌ها باید بر روی ماهواره‌های موجود در فضا قرار داده شوند. این امر باعث بالا رفتن هزینه و سختی نگهداری آنها می‌شود.

اصول اولیه نحوه کار تلسکوپ‌ها

همه تلسکوپ‌ها صرف نظر از نوع‌شان بر اساس یک سری اصول اولیه کار می‌کنند:

نور: تلسکوپ‌ها نور را از اجرام دور گردآوری می‌کنند. هرچه تلسکوپ نور بیشتری جمع کند، بهتر می‌تواند اجسام دور یا اجرام کم‌نور را رصد کند. به همین دلیل است که تلسکوپ‌ها دارای عدسی‌ها یا آینه‌های بزرگی هستند.

فوکوس کردن: تلسکوپ‌ها نور جمع آوری‌شده را برای ایجاد یک تصویر واضح متمرکز می‌کنند و یا به اصصلاح فوکوس می‌کنند. در تلسکوپ‌های شکستی، عدسی‌ها نور را به سمت نقطه کانونی خم می‌کنند. در تلسکوپ‌های بازتابی، آینه‌ها نور را به نقطه کانونی منعکس می‌کنند.

بزرگنمایی: تلسکوپ‌ها تصویر جسم دور را بزرگ‌تر نشان می‌دهند. عدسی چشمی (یا چیدمان آینه‌ها در تلسکوپ بازتابی) تصویر فوکوس‌شده را بزرگ می‌کند.

وضوح: تلسکوپ‌ها وضوح یا توانایی رؤیت جزئیات دقیق را بهبود می‌بخشند. هر چه تلسکوپ بزرگتر باشد، وضوح تصاویر آن بیشتر است.

تلسکوپ‌ها ابزار ضروری برای کاوش کیهان هستند. تلسکوپ‌های شکستی از عدسی استفاده می‌کنند، در حالی که تلسکوپ‌های بازتابی از آینه بهره می‌برند. تلسکوپ‌های رادیویی امواج رادیویی را تشخیص می‌دهند و تلسکوپ‌های اشعه ایکس نیز این طیف خاص را ثبت می‌کنند. هر نوع تلسکوپ مزایا و معایب خود را دارد، اما همه آنها بر اساس اصول اولیه یکسانی کار می‌کنند که عبارت است از تجمیع و فوکوس کردن نور، بزرگنمایی تصویر و بهبود وضوح. شناخت این اصول به ما کمک می‌کند درک کنیم که چگونه تلسکوپ‌ها کیهان را به روی ما بازنمایی می‌کنند و شگفتی ستاره‌های دور، کهکشان‌ها و سایر اجرام آسمانی را آشکار می‌سازند.