TELESKOPLAR
AST404 Gözlemsel Astronomi
Elektromanyetik Tayf ve Atmosferik Geçirgenlik
Teleskoplar
• Optik Teleskoplar
• Radyo Teleskopları
• X-ışın Teleskopları
• g-ışın Teleskopları
• Moröte (UV) Teleskopları
• Uzak Kırmızı Öte (FIR) Teleskopları
• ..
TEMEL KAVRAMLAR
Açıklık, Odak Uzaklığı ve Odak Oranı
Teleskopların ışığı toplayan yüzeyine
açıklık denir.
Bir optik sistemde, mercekten veya birinci aynadan itibaren teleskobun
odak noktasına olan uzaklığa odak uzaklığı denir.
Odak Uzaklığı = Açıklık (mm) x Odak Oranı
Odak Oranı = F/R = 750/150 = f/5
R= Açıklık = 150 mm
F= Odak Uzaklığı= 750 mm
Plak Eşeli
Teleskopta oluşan görüntünün çizgisel boyutu ile açısal boyutu
arasındaki ilişkiyi teleskobun plak eşeli belirler.

S

206265
F: odak uzaklığı
F ( mm )
/S: plak eşeli  / mm
Örnek: Kreiken Teleskobu için;
Açıklık 40.64 cm = 406.4 mm olup
odak oranı f/10
Odak uzaklığı = 4064 mm

S

206265
4064
 50 . 75 " / mm
Teleskobun Görüş Alanı
Teleskobun gökyüzünde gördüğü alan yani görüş açıdır.
Teleskobun merceğinin veya aynasının kenarlarına, odak
noktasından gönderilen iki ışın arasındaki açıdır.
Görü ş
 D 

Alan ı  2 arctan 
2f 
Teleskobun Limit Parlaklığı
Bir teleskop yardımıyla gözümüzün görebileceği
en sönük gökcisimlerini, teleskobun parlaklık
sınırı belirlemektedir. Buna teleskobun limit
parlaklığı denir.
l
m g  m t   2 . 5 log
2
dg
l
mg=6m, dg=0.5cm
2
DT
6  m t   5 log D t  5 log d g
m t  7 . 5  5 log D t
Teleskobun Büyütme Gücü
Teleskobun büyütme gücü;
MP 
f teleskop
f gözmercegi
Optik Teleskoplar
•Mercekli
•Aynalı
•Katadioptrik (aynalı-mercekli)
Mercekli Teleskopların Avantajları:
1. Dizaynı basit olduğu için kullanımı kolay ve güvenilirdir.
2. Çok az bakım gerektirir.
3. İkinci bir aynaları olmadığı için görüntü kalitesi oldukça iyidir.
4. Optik tüpe sahip oldukları için hava akımları (türbülans) çok azdır. Bu
nedenle hava akımlarından dolayı görüntü pek etkilenmez.
5. Renk sapınçlarının giderilmesi akromatik mercekli olanlarda iyi,
apokromatik veya fluorit olanlarda ise çok daha iyidir.
6. Merceğin sabit olarak yerleştirilmesi de bir avantajdır.
7. Mercek sistemlerinin gece boyunca oluşan sıcaklık değişmelerinden
daha az etkilenmesidir.
Mercekli Teleskopların Dezavantajları:
1. Tüm teleskop türleri arasında (objektif açıklığı arttıkça) en
pahalı olan türdür.
2. Diğer teleskop türlerindeki gibi açıklığa sahip olanları, daha
ağır, daha uzun ve daha büyüktür. Bu yüzden bir yerden
bir yere taşınmaları zordur.
3. Küçük ve sönük nesnelerin (uzak galaksiler gibi)
gözlemlenmesine çok uygun değillerdir.
4. Uzun odak oranlarına sahip olduklarından
astrofotoğrafçılığa uygun değillerdir.
5. Renk sapıncından etkilenir.
Aynalı Teleskoplar
Newton türü aynalı teleskop:
Küresel içbükey birincil ayna
ve çapraz yerleştirilmiş düz
ikincil aynadan oluşur.
Cassegrain türü aynalı teleskop:
Küresel içbükey birincil ayna ve
dışbükey hiperbolik ikincil
aynadan oluşur.
Aynalı Teleskopların Avantajları:
1. Diğer teleskop çeşitlerine göre düşük fiyatlıdır.
2. Odak uzaklığı 1m’ye kadar olanlar kolaylıkla taşınabilir.
3. Renk sapıncı yoktur.
4. Optik sapınçları az olduğu için oldukça parlak bir
görüntü verir.
5. Astrofotoğrafçılık için uygundurlar.
6. Uzak gökadaları, bulutsular ve yıldız kümeleri gibi sönük
derin uzay cisimlerini gözlemek için idealdirler.
Aynalı Teleskopların Dezavantajları:
1. Diğer teleskop türlerine göre daha hassas oldukları için
daha fazla bakım gerektirirler.
2. Nesneleri ters olarak gösterdiklerinden gezegenlerin
gözlemlenmesi için uygun değillerdir.
3. Açık optik tüp dizaynına sahip oldukları için hava akımı
gibi dış etkenlerden daha fazla etkilenirler.
4. İkincil aynaları olduğu için mercekli teleskoplardan
daha fazla ışık kaybına neden olurlar.
5. Görüntü kenarlarında bulanıklaşma görülür.
Katadioptrik (aynalı-mercekli) Teleskoplar
Schmidt-Cassegrain
Teleskopları
Cassegrain türü aynalı
teleskoplara Schmidt
düzeltici merceği koyularak
oluşturulan sistemdir.
Amaç küresel sapınç hatasını
düzeltmektir.
Katadioptrik (aynalı-mercekli) Teleskoplar
Maksutov-Cassegrain Teleskopları
Cassegrain türü aynalı teleskoplara
düzeltici olarak bir yüzeyi iç bükey
diğer yüzeyi ise dış bükey olan bir
menisküs merceği yerleştirilir. Bu
merceğin birincil aynaya bakan
kısmı sırlanmış (spot veya Gregory
türü) veya bu kısmına bir dışbükey
ayna yerleştirilmiş (Rutten türü)
olabilir.
Katadioptrik (aynalı-mercekli) Teleskopların Avantajları:
1. Tüm teleskop türleri arasında en iyi olanıdır.
2. Diğer teleskop türlerinin dezavantajlarını ortadan kaldırırken, avantajlarını birleştirir.
3. Derin uzay gözlemi ve astrofotoğrafçılığa uygundur.
4. Geniş açılı keskin görüntüler sunarlar.
5. Kapalı tüp dizaynından dolayı, hava akımlarına ve diğer dış etkilere kapalıdırlar.
6. Kompakt ve taşınabilirler.
7. Teleskop türleri içerisinde odaklama yeteneği en fazla olan türdür.
8. Kullanımları kolaydır.
9. Dayanıklıdırlar ve fazla bakım gerektirmezler.
10. Aynı açıklığa sahip mercekli teleskoplara göre fiyatları daha ucuzdur.
11. Aksesuarları çoktur.
Katadioptrik (aynalı-mercekli)
Teleskopların Dezavantajları:
1.Aynı açıklığa sahip olan aynalı
teleskoplara göre pahalıdırlar.
2.İkinci aynaları nedeniyle, mercekli
teleskoplara göre daha fazla ışık kaybına
neden olurlar.
Ritchey – Chrétien Teleskopları
• İki aynası daTeleskoplar
hiperbolik
aşağıdaki gibi
olan bir Cassegrain
teleskop türüdür.
• Optik hataların olmadığı
geniş bir görüş alanına
sahiptir.
• Büyük teleskopların
çoğunluğu bu türdendir.
odak türlerine göre de sınıflandırılabilir.
Hatalar
•Renk sapıncı
•Küresel sapınç
•Astigmatizm
•Koma
•Görüntü Bozulması
Renk Sapıncı
Merceklerde renk sapıncı (kromatik aberasyon) akromatik ve
apokromatik merceklerle düzeltilir.
Akromatik mercekler bitiştirilmiş bir ince kenarlı ve bir kalın kenarlı
merceklerdir. Merceklerin bitiştirilen yüzlerinin eğrilik yarıçapları eşit
olup, kalın kenarlı merceğin diğer yüzü düzdür. Birisi crown, diğeri flint
camından yapılır.
Küresel Sapınç
• Küresel mercekler ve küresel aynalar, ortalarına yakın yerlerden geçen
ışınlardan eksenlerinde iyi bir görüntü oluştururken kenarlarından geçen
ışınları farklı bir noktada odaklar. Bu olaya küresel sapınç denir.
• Küresel sapınçtan kurtulmak için, küresel aynalar eğilerek parabol biçimine
getirilir veya önlerine bir düzeltici mercek yerleştirilir.
Koma
Küresel sapıncı düzeltmek için küresel aynanın
derinliğinin arttırılmasıyla ayna şeklinin
paraboliğe dönüştürülmesi, koma (coma)
olarak isimlendirilen yeni bir hatanın ortaya
çıkmasına neden olur. Koma optik eksene
paralel gelmeyen ışınlar sebebiyle optik eksen
dışında cismin bir dizi daire şeklinde
görüntüsünün oluşmasına neden olur.
Astigmatizm
•
Cisim optik eksenden uzaktaysa gelen ışın konisi merceğe
göre simetrik olmaz. Bu durumda astigmatizm denilen hata
ortaya çıkar.
•
Birbirine dik iki doğrultuda yayılan ışınların farklı noktalarda
odaklanmasından dolayı meydana gelir.
•
Bu kusur bir tek mercekte düzeltilemez, ancak mercek
sistemlerinde düzeltilebilir.
Görüntü Bozulması (Distorsiyon)
Görüntü düzlemi üzerinde, büyütmenin görüntünün her bir noktasında
aynı olmamasıdır. Cismin optik eksenden uzaklığı ile bu büyütme değişir.
Adaptif Optik
Adaptif optik teleskopa gelen
dalga cephelerindeki
bozulmaları aynanın şeklinde
küçük değişiklikler yaparak
ortadan kaldırmak için
geliştirilmiş bir teknolojidir.
Adaptif Optik
Optik Teleskoplar
Keck gözlemevi (Mauna Kea – Hawaii) 10’ar
metre çaplı Keck I & II teleskopları
Optik Teleskoplar
Türkiye’deki en büyük teleskop: TÜBİTAK Ulusal Gözlemevi (Saklıkent
– Antalya) 1.5 metre çaplı Ritchey – Chrétien türü RTT150
X-ışın Teleskopları
Yüksek enerjili X-ışınları bir ayna yardımı ile bir noktaya
odaklanabilir. Burada önemli olan fotonların aynaya çarpma
açılarıdır. Görüldüğü gibi aynaya çok küçük değere sahip bir
kritik açı ile gelen x-ışınları aynanın içinden geçmeden
saptırılabilir.
X-ışın Teleskopları
Chandra (NASA) teleskobundan elde
edilen bazı X-ışın görüntüleri
Güneş çevrimini gösteren ve 10
yıllık gözlemlerden oluşturulmuş Xışın görüntüleri.
Radyo Teleskopları
1 mm -10 m dalgaboylarında gözlem yapılmasını sağlar.
Radyo Teleskopları
ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter
Array – Antofagasta / Şili) ve 75 milyon IY uzaklıktaki
bir galaksinin bu teleskopla yapılmış gözlemi.
Radyo Teleskopları
Galaktik koordinatlar dikkate alınarak oluşturulmuş,
gökyüzünün 408 MHz radyo bölgedeki görüntüsü
İnterferometre
• Tek bir teleskop gibi davranırlar. Böylelikle sinyal ve ayırma gücü artar.
• Optik teleskoplara da uygulanabilen bir yöntemdir.
Optik aynalı Large Binocular Telescope (Arizona) ve
radyo teleskop dizisi Very Large Array (New Mexico)
g-Işın Teleskopları
• Gamma ışınlarının gözlemi ilk kez 1960’lı
yıllarda mümkün oldu.
• Gamma ışınlarına, elektromanyetik
tayfın diğer bölgelerine göre daha az
rastlanır ve ışınların odaklanması son
derece zordur.
• Bu sebeple çözünürlük henüz optik
bölgede elde edilenin yakınından bile
geçmemektedir.
g-Işın Teleskopları
• Gamma ışınları Güneş rüzgarlarında ve hatta yer atmosferinin hemen
dışında da görülebilir. Bunlar MeV mertebesinde enerjilere sahiptir.
• GeV enerjili gamma ışınları Güneş sistemimizden kaynaklanmaz.
• Gözlemler dolaylı yöntemler (Cherenkov ışınımı, elektromanyetik
duş) kullanılarak yerden de yapılabilir (MAGIC, VERITAS).
Fermi teleskobunun (NASA) 5 yıllık
gözlemleri gökyüzünün 1 GeV’den büyük
enerjilerdeki görünümünü göstermektedir.
g-Işın Teleskopları
Yer atmosferine giren
yüksek enerjili
parçacığın oluşturduğu
elektromanyetik duş
Fermi uzay
teleskobu
(NASA)
La Palma Gözlemevi’ndeki (Kanarya
Adaları) MAGIC teleskobu ve odaklama
esnasında kullanılan laserler.
Kırmızı Öte Teleskopları
IR astronominin ötegezegen
keşiflerine katkısı
Kırmızı Öte Teleskopları
Hubble uzay teleskobu tarafından çekilen ultra
derin alan görüntüsü ve kırmızıya kayma
Kırmızı Öte Teleskopları
• Gezegenler kırmızı öte
bölgede ışınım yaptıkları için
bu bölgede gezegen
araştırmaları yapılır.
• Yıldız oluşumu sırasında
kırmızı öte ışınım salındığı
için bu konuda yapılan
çalışmaların temelini kırmızı
öte gözlemleri oluşturur.
• Ayrıca aşırı kırmızıya kaymış
milyar ışık yılı mertebesinde
uzaklıklardaki galaksileri ve
dolayısıyla evrenin kökenini
araştırmada kilit rol
oynarlar.
Kırmızı Öte Teleskopları
Spitzer uzay teleskobu ve çarpışan
galaksilerin kırmızıöte görüntüleri
Teleskop Montaj Türleri
Alt-Azimut
Teleskop Montaj Türleri
Ekvatoryal
Alman Türü Montaj
Bu tür montajda teleskobun ağırlığın
dengeleyen bir ek ağırlık bulunur.
Burada teleskobun C etrafındaki
hareketi dikaçıklık, E etrafındaki
hareketi ise sağaçıklığı değiştirir. H ise
teleskobu dengeleyen ağırlıktır.
Yoke Türü Montaj
Bu tür montajda teleskop bir çerçeve
içine yerleştirilir. Burada teleskobun DA
ekseni etrafındaki hareketiyle dik açıklık
PA ekseni etrafındaki hareketiyle ise sağ
açıklık değişir. PA ekseni kutup yıldızını
gösterir. Teleskop PA doğrultusuna
dönemediği için kutup civarı gözlem
yapılmaz.
Mt.Wilson gözlemevi, 100” Hooker teleskobu
At Nalı Türü Montaj
Yoke türü montajın kutup civarındaki cisimleri
gözleyememe dezavantajını ortadan kaldıran
bir montaj türüdür.
Mt. Palomar, 200”
Çatal Montaj
Bu tür montajda ise teleskop bir
yarım çerçeve (çatal) içine
yerleştirilir. Bu montajda da Yoke
türü montajda olduğu gibi kutup
civarı gözlemler yapılmaz.
Burada teleskobun, a ekseni
etrafındaki hareketiyle dik
açıklık, b ekseni etrafındaki
hareketiyle sağ açıklık değişir.
«b» doğrultusu kutup yıldızını
göstermektedir.
Lick gözlemevi
Cross-Axis Montaj
Ankara Üniversitesi Kreiken
Rasathanesinin Teleskopları
•Ankara Üniversitesi Kreiken
Rasathanesi’nde 4 tane teleskop
bulunmaktadır.
•Bunlar 40 ve 35 cm çaplı MEADE,
15 cm çaplı COUDE ve 12.5 cm
çaplı ETX teleskoplarıdır.
Kreiken Teleskobu
Açıklık: 406 mm
Odak Oranı: f/10
Odak Uzunluğu: 4064 mm
Görüntü Ölçeği: 51 ``/mm
Üretici: Meade Instruments
Corp., California
T35 Teleskobu
Açıklık: 356 mm
Odak Oranı: f/10
Odak Uzunluğu: 3556 mm
Görüntü Ölçeği: 58 ``/mm
Üretici: Meade Instruments
Corp., California
Coude Teleskobu
Açıklık: 150 mm
Odak Oranı: f/15
Odak Uzunluğu: 2250 mm
Görüntü Ölçeği: 92 ``/mm
Üretici: ZEISSOberkochen, Württemberg
Download

Optik Teleskoplar