Os astrônomos observam estrelas, planetas e outros objetos no universo usando telescópios. O telescópio é a principal ferramenta de trabalho de todo explorador do Universo. Quando surgiram os primeiros telescópios e como foram organizados?

Em 1609, Galileu Galilei (1564-1642), professor da Universidade de Pádua, dirigiu pela primeira vez uma pequena luneta feita por ele para o céu estrelado. A era da astronomia telescópica começou no estudo dos corpos celestes.

O princípio de funcionamento de um telescópio óptico baseia-se nas propriedades de uma lente convexa ou de um espelho côncavo, que atua como uma lente no telescópio, para focalizar os raios de luz paralelos vindos de várias fontes celestes, e criar suas imagens em o plano focal. Um astrônomo-observador, olhando para uma imagem de um objeto espacial através de uma ocular, a vê ampliada. Ao mesmo tempo, a ampliação de um telescópio é entendida como a razão entre as dimensões angulares aparentes de um objeto quando observado através de um telescópio e sem ele. A ampliação de um telescópio é igual à razão entre a distância focal da objetiva e a distância focal da ocular.

O objetivo do primeiro telescópio de Galileu era uma lente plano-convexa de 4 cm de diâmetro com uma distância focal de 50 cm. Uma lente plano-côncava menor servia como ocular. Esta combinação de vidros ópticos deu um aumento de três vezes. Então Galileu projetou um telescópio mais avançado, com uma lente de 5,8 cm de diâmetro e distância focal de 165 cm, ampliando as imagens da lua e dos planetas 33 vezes. Com sua ajuda, o cientista fez suas notáveis ​​descobertas astronômicas: montanhas na Lua, satélites de Júpiter, fases de Vênus, manchas no Sol e muitas estrelas fracas...

Mas o telescópio de Galileu tinha uma desvantagem significativa: tinha um campo de visão muito pequeno, ou seja, um círculo muito pequeno do céu era visível através do tubo. Portanto, apontar o instrumento para algum corpo celeste e observá-lo não era nada fácil.

Apenas um ano havia se passado desde o início das observações telescópicas, quando o astrônomo e matemático alemão Johannes Kepler (1571-1630) propôs seu próprio projeto do telescópio. A novidade estava no próprio sistema óptico: a objetiva e a ocular eram lentes biconvexas. Como resultado, a imagem no telescópio Kepleriano não era reta, como no tubo de Galileu, mas invertida. Claro, é inconveniente ver objetos terrestres dessa maneira, mas para observações astronômicas isso não importa. Afinal, não há topo absoluto ou fundo absoluto no Universo.

Telescópio Kepler acabou sendo muito melhor do que o primogênito óptico de Galileu: tinha um grande campo de visão e era fácil de usar. Essas importantes vantagens do novo instrumento determinaram inequivocamente seu destino: posteriormente, os telescópios de lentes foram projetados exclusivamente de acordo com o esquema Kepler. E o sistema óptico do telescópio galileu foi preservado apenas no dispositivo dos binóculos de teatro.

Mesmo durante a vida de Galileu, foi apresentada a ideia de criar um espelho, ou seja, um telescópio refletor. No entanto, foi realizado apenas em 1668 pelo grande Isaac Newton (1643-1727). Neste telescópio de design fundamentalmente novo, Newton usou como objetivo um pequeno espelho côncavo, cuja superfície esférica era feita de bronze e polida. Seu diâmetro era de apenas 2,5 cm e a distância focal era de 15 cm. Os raios de luz do espelho esférico eram refletidos por um espelho plano auxiliar muito pequeno (ajustado em um ângulo de 45 graus em relação ao eixo óptico do telescópio) no ocular - uma lente plano-convexa localizada na lateral do tubo.

Assim, existem dois tipos principais de telescópios: telescópios de lentes refratárias, em que os raios de luz que passam através da lente são refratados, e espelho (refletor) telescópios refletores. Telescópios de espelhos começaram a ser usados ​​para observar objetos muito distantes e fracos. O olho humano é capaz de distinguir separadamente duas partes do objeto observado apenas se a distância angular entre elas não for inferior a um ou dois minutos de arco. Assim, na Lua a olho nu, você pode ver os detalhes do relevo, cujo tamanho excede 150-200 km. No disco solar, quando a luminária tende ao pôr do sol e sua luz é enfraquecida pelo efeito absorvente da atmosfera terrestre, são visíveis manchas com um diâmetro de 50 a 100 mil km. Nenhum outro detalhe pode ser visto a olho nu. E somente graças ao telescópio, que aumenta o ângulo de visão, é possível "aproximar" objetos celestes distantes - observá-los como se estivessem próximos.

Normalmente, um conjunto de oculares diferentes é conectado ao telescópio, permitindo que você obtenha diferentes ampliações. Mas os astrônomos raramente usam ampliação superior a 300x ao trabalhar com os maiores instrumentos. A razão para isso é o ruído atmosférico, que limita a possibilidade de usar grandes ampliações, porque em altas ampliações a qualidade da imagem se deteriora drasticamente - fica borrada e treme fortemente.

Mas o telescópio não apenas aumenta o ângulo de visão sob o qual os corpos celestes são visíveis da Terra. A lente de um telescópio coleta muitas vezes mais luz do que a pupila do olho humano. Graças a isso, o telescópio pode observar miríades de estrelas e outros objetos muito fracos que são completamente inacessíveis a olho nu. É óbvio que a quantidade de luz coletada pelo telescópio será tantas vezes maior que o feixe de luz que penetra no olho do observador quanto a área da lente for maior que a área da pupila (o diâmetro do olho). último é de cerca de 6 mm). Galileu, por exemplo, em seu melhor telescópio pôde observar estrelas de 10ª magnitude, que são mais fracas que as estrelas de 6ª magnitude (no limite de nossa visão) em cerca de 40 vezes.

À medida que o diâmetro da lente do telescópio aumenta, o número de estrelas visíveis no céu aumenta rapidamente ou, como dizem os astrônomos, o poder de penetração do telescópio aumenta.
Assim, as observações telescópicas revelaram uma extensão universal inimaginável para os terráqueos. O que os grandes pensadores apenas adivinharam antes recebeu confirmação visível.

Com o aumento do diâmetro da lente, o poder de resolução do telescópio também aumenta, ou seja, sistemas estelares próximos ficam disponíveis para observação. E os astrônomos procuraram criar grandes telescópios com lentes de grande diâmetro. Mas a fabricação de tais lentes é uma tarefa extremamente difícil. De fato, para isso, é necessário soldar vidro perfeitamente transparente e completamente homogêneo de grandes dimensões e grande massa e depois processá-lo - transformá-lo em uma lente. Basta dizer que a superfície da lente deve ser retificada e polida até o décimo de mícron mais próximo!

A maior lente do mundo para um telescópio refrator foi fabricada no final do século 19 pela famosa empresa americana Alvan Clark and Sons. Esta lente, de 102 cm de diâmetro, foi projetada para o Observatório Yerks, construído em 1897 perto de Chicago. Até agora, ninguém foi capaz de fazer uma lente maior. As lentes de Alvan Clark (1804-1887) ainda são consideradas as melhores do mundo até hoje. Mas mesmo eles não estão isentos de aberrações - falhas ópticas que distorcem as imagens.

Portanto, em vez de objetivas e oculares de lente única, os telescópios começaram a usar sistemas ópticos de múltiplas lentes; o oculista inglês John Dollond (1706-1761) conseguiu fazer isso pela primeira vez em 1757.

A curvatura das superfícies das lentes e o grau do vidro são selecionados de forma que seus efeitos sejam opostos. Isso reduz significativamente a aberração.

O desenvolvimento da astrofísica, em particular, o estudo de nebulosas, galáxias distantes e outros objetos espaciais pouco luminosos, requer grandes telescópios com grande luminosidade. A abertura deve ser entendida como a quantidade de iluminação que um telescópio pode criar no plano focal. Portanto, se compararmos dois telescópios com as mesmas distâncias focais, um instrumento com uma lente ou espelho grande terá uma luminosidade maior. Fazer espelhos refletivos é muito mais fácil do que lixar lentes enormes: cada lente tem duas superfícies processadas, o espelho tem apenas uma.

Atualmente, mais de uma dúzia de refletores com espelhos superiores a 3,5 m de diâmetro foram construídos no mundo. O maior telescópio refletor do nosso país é BTA-6- tem um espelho de 6 metros.

As possibilidades deste telescópio são enormes. Durante as primeiras observações feitas em 1975 (observações sistemáticas no BTA-6 foram iniciadas em julho de 1976), estrelas e galáxias distantes da magnitude 24 foram fotografadas. Eles são cerca de 15 milhões de vezes mais fracos do que as estrelas que o olho humano pode ver. Mas, usando equipamentos sensíveis à luz mais avançados - fotomultiplicadores, contadores de fótons e outros receptores de radiação mais recentes, os astrônomos recebem imagens de objetos com magnitude de 26,5 em placas por uma hora de exposição. Objetos ópticos, cuja radiação conseguimos receber, estão a pelo menos 10 bilhões de anos-luz de distância de nós! Tais são as capacidades de um telescópio equipado com equipamentos modernos de recepção de luz.

Pesquisadores da Universidade da Califórnia, nos Estados Unidos, criaram um telescópio refletor de 10 metros ainda mais impressionante. O espelho deste, o maior gigante óptico do mundo, consiste em 36 espelhos hexagonais conjugados dispostos na forma de três anéis concêntricos. Sensores eletrônicos informam sua posição e orientação em relação ao outro para o computador, que emite comandos para instalar espelhos de acordo com um determinado programa. Como resultado, é fornecida a forma necessária da superfície do espelho composto, levando em consideração as cargas gravitacionais e de vento.

Este telescópio, denominado "Kek I", está instalado no topo de Mauna Kea (Havaí), a uma altitude de 4150 m acima do nível médio do mar. Seu custo foi de 94 milhões de dólares. A abertura oficial do maior telescópio do mundo ocorreu em 7 de novembro de 1991, embora o último segmento de espelho tenha sido instalado apenas em 14 de abril de 1992.

A construção do segundo telescópio de 10 metros, Kek II, foi concluída em Mauna Kea. A Fundação W. M. Keck alocou US$ 74,6 milhões para isso. Não é por acaso que os nomes dos telescópios gêmeos são dados pelo nome do fundo que financiou sua construção.
Devido ao seu enorme poder óptico, são instrumentos ideais para estudar objetos distantes no espaço. (com base em materiais de http://prosto-o-slognom.ru)

Na recente 206ª Conferência da American Astronomical Society, foi apresentado um relatório sobre uma descoberta feita com o telescópio espacial Galaxy Evolution Explorer operando na faixa de comprimento de onda UV. Em 24 de abril de 2004, este telescópio registrou um aumento acentuado no brilho em relação à estrela próxima GJ 3685A. Fotos desta parte do céu (a estrela GJ 3685A está no centro de todas as quatro imagens) são apresentadas acima. A estrela GJ 3685A aumentou seu brilho em pelo menos 10 mil vezes, de modo que o telescópio Galaxy quase ficou cego.

Os astrônomos acreditam que foi uma explosão gigante com a ejeção de matéria na estrela GJ 3685A, e a energia dessa explosão foi um milhão de vezes maior que a da explosão média no Sol. Foi o flash mais brilhante de todos que a Galáxia registrou durante toda a sua operação.

Inicialmente, o telescópio espacial Galaxy Evolution Explorer, que foi lançado em órbita em 2003, pretendia pesquisar e estudar galáxias muito distantes. Nele são instaladas câmeras, que permitem registrar a chegada de cada fóton de radiação UV com precisão de milissegundos. No entanto, além de galáxias antigas, o telescópio Galaxy fotografou repetidamente flashes poderosos e bandas de radiação ultravioleta em movimento rápido de objetos muito mais próximos. A fonte dessas explosões são estrelas de diferentes tipos, e asteróides, satélites próximos da Terra e até detritos espaciais desenham listras no campo de visão do telescópio. Galaxy já registrou 84 eventos associados a erupções estelares, estrelas binárias e pulsantes, e flashes UV de detritos espaciais não são mais contáveis.

Assim, os astrônomos perceberam há muito tempo que a "vida ultravioleta" do céu é muitas vezes mais violenta do que na faixa de comprimento de onda visível. E o caso da estrela GJ 3685A até os forçou a começar a revisar as teorias modernas de explosões estelares.

texto: E. Volynkina

(adaptado de Spaceflight Now)

O Telescópio Espacial Hubble é um observatório automático em órbita terrestre com o nome de Edwin Hubble. O telescópio Hubble é um projeto conjunto entre a NASA e a Agência Espacial Européia; faz parte dos Grandes Observatórios da NASA. Colocar um telescópio no espaço permite registrar a radiação eletromagnética nas faixas em que a atmosfera terrestre é opaca; principalmente na faixa do infravermelho. Devido à ausência da influência da atmosfera, a resolução do telescópio é 7-10 vezes maior que a de um telescópio similar localizado na Terra. Convidamos você agora a ver as melhores imagens deste telescópio único nos últimos anos. Na foto: A Galáxia de Andrômeda é a galáxia gigante mais próxima da nossa Via Láctea. Muito provavelmente nossa galáxia se parece com a galáxia de Andrômeda. Essas duas galáxias dominam o Grupo Local de galáxias.

As centenas de bilhões de estrelas que compõem a galáxia de Andrômeda juntas dão um brilho difuso visível. As estrelas individuais na imagem são, na verdade, estrelas em nossa galáxia, muito mais próximas do que o objeto distante. A Galáxia de Andrômeda é muitas vezes referida como M31, pois é o 31º objeto no catálogo de objetos celestes difusos de Charles Messier.

No centro da região de formação de estrelas "Doradus" está um gigantesco aglomerado das maiores, mais quentes e mais massivas estrelas conhecidas por nós. Essas estrelas formam o aglomerado R136 mostrado nesta imagem.

NGC 253. A brilhante NGC 253 é uma das galáxias espirais mais brilhantes que vemos e, ao mesmo tempo, uma das mais empoeiradas. Alguns a chamam de "Galáxia do Dólar de Prata" porque tem a forma de um pequeno telescópio. Outros simplesmente a chamam de "A Galáxia do Escultor" porque fica na constelação do sul do Escultor. Esta galáxia empoeirada está a 10 milhões de anos-luz de distância.

M83 é uma das galáxias espirais mais próximas de nós. De uma distância que nos separa de 15 milhões de anos-luz, parece completamente comum. No entanto, se olharmos mais de perto para o centro de M83 com os maiores telescópios, esta área parece-nos um local turbulento e barulhento.

O grupo de galáxias é o quinteto de Stefan. No entanto, apenas quatro do grupo de galáxias, localizadas a 300 milhões de anos-luz de nós, participam da dança cósmica, ora se aproximando, ora se afastando. Quatro galáxias em interação - NGC 7319, NGC 7318A, NGC 7318B e NGC 7317 - têm uma coloração amarelada e voltas e caudas curvas, cuja forma é causada pela influência de forças gravitacionais de maré destrutivas. A galáxia azulada NGC 7320, acima à esquerda, está muito mais próxima que as outras, a apenas 40 milhões de anos-luz de distância.

Um aglomerado gigante de estrelas distorce e divide a imagem da galáxia. Muitos deles são imagens de uma única galáxia de anel azul incomum, semelhante a contas, que está localizada atrás de um aglomerado gigante de galáxias. De acordo com pesquisas recentes, no total, pelo menos 330 imagens de galáxias distantes individuais podem ser encontradas na imagem. Esta fotografia impressionante do aglomerado de galáxias CL0024+1654 foi tirada em novembro de 2004.

A galáxia espiral NGC 3521 fica a apenas 35 milhões de anos-luz de distância em direção à constelação de Leão. Tem características como braços espirais irregulares e irregulares adornados com poeira, regiões rosadas de formação de estrelas e aglomerados de estrelas jovens e azuladas.

A galáxia espiral M33 é uma galáxia de tamanho médio do Grupo Local. M33 também é chamada de galáxia Triangulum após a constelação em que reside. M33 não está longe da Via Láctea, suas dimensões angulares são mais que o dobro das dimensões da lua cheia, ou seja, é perfeitamente visível com bons binóculos.

Lagoa Nebulosa. A brilhante Nebulosa da Lagoa contém muitos objetos astronômicos diferentes. Objetos de particular interesse incluem um aglomerado estelar aberto e brilhante e várias regiões de formação estelar ativas. Na observação visual, a luz do aglomerado é perdida contra o fundo de um brilho vermelho geral causado pela emissão de hidrogênio, enquanto os filamentos escuros surgem da absorção de luz por densas camadas de poeira.

A Nebulosa do Olho de Gato (NGC 6543) é uma das nebulosas planetárias mais famosas do céu.

A pequena constelação de Camaleão está localizada perto do pólo sul do mundo. A imagem revela as características surpreendentes da humilde constelação, cheia de nebulosas empoeiradas e estrelas coloridas. As nebulosas de reflexão azul estão espalhadas pelo campo.

A escura e empoeirada Nebulosa Cabeça de Cavalo e a brilhante Nebulosa de Órion contrastam no céu. Eles estão localizados a uma distância de 1500 anos-luz de nós na direção da constelação celestial mais reconhecível. A conhecida Nebulosa Cabeça de Cavalo é uma pequena nuvem escura na forma de uma cabeça de cavalo que surge contra o fundo de gás vermelho brilhante no canto inferior esquerdo da imagem.

Nebulosa do Caranguejo. Essa confusão permaneceu após a explosão da estrela. A Nebulosa do Caranguejo é o resultado de uma explosão de supernova que foi observada em 1054 dC. No centro da nebulosa está um pulsar - uma estrela de nêutrons com massa igual à massa do Sol, que cabe em uma área do tamanho de uma pequena cidade.

Esta é uma miragem de uma lente gravitacional. A galáxia vermelha brilhante (LRG) retratada aqui tem sua luz distorcida pela gravidade de uma galáxia azul mais distante. Na maioria das vezes, essa distorção da luz leva ao aparecimento de duas imagens de uma galáxia distante, mas no caso de uma superposição muito precisa da galáxia e da lente gravitacional, as imagens se fundem em uma ferradura - um anel quase fechado. Este efeito foi previsto por Albert Einstein há 70 anos.

A estrela V838 seg. Por razões desconhecidas, em janeiro de 2002, o envelope externo da estrela V838 Mon expandiu-se repentinamente, tornando-a a estrela mais brilhante de toda a Via Láctea. Então ela ficou fraca novamente, também de repente. Os astrônomos nunca observaram tais erupções estelares antes.

A Nebulosa do Anel. Realmente parece um anel no céu. Portanto, centenas de anos atrás, os astrônomos nomearam essa nebulosa de acordo com sua forma incomum. A Nebulosa do Anel também é designada M57 e NGC 6720.

Pilar e jatos na Nebulosa Carina. Esta coluna cósmica de gás e poeira tem dois anos-luz de largura. A estrutura está localizada em uma das maiores regiões de formação de estrelas em nossa galáxia. A Nebulosa Carina é visível no céu do sul e está a 7500 anos-luz de nós.

Nebulosa Trífida. A bela e multicolorida Nebulosa Trífida permite explorar contrastes cósmicos. Também conhecido como M20, fica a cerca de 5.000 anos-luz de distância na constelação de Sagitário, rica em nebulosas. O tamanho da nebulosa é de cerca de 40 anos-luz.

Conhecida como NGC 5194, esta grande galáxia com uma estrutura espiral bem desenvolvida pode ter sido a primeira nebulosa espiral a ser descoberta. É claramente visto que seus braços espirais e faixas de poeira passam na frente de sua galáxia companheira, NGC 5195 (esquerda). Este par está a cerca de 31 milhões de anos-luz de distância e pertence oficialmente à pequena constelação de Canes Venatici.

Centaurus A. Um grupo fantástico de jovens aglomerados de estrelas azuis, gigantescas nuvens de gás brilhante e faixas de poeira escura cercam a região central da galáxia ativa Centaurus A.

Borboleta Nebulosa. Aglomerados brilhantes e nebulosas no céu noturno do planeta Terra são frequentemente nomeados com nomes de flores ou insetos, e NGC 6302 não é exceção. A estrela central desta nebulosa planetária é excepcionalmente quente, com uma temperatura de superfície de cerca de 250.000 graus Celsius.

Uma imagem de uma supernova que explodiu em 1994 nos arredores de uma galáxia espiral.

A Galáxia do Sombrero. A aparência da galáxia M104 se assemelha a um chapéu, razão pela qual foi chamada de galáxia Sombrero. A imagem mostra distintas faixas de poeira escura e um halo brilhante de estrelas e aglomerados globulares. As razões pelas quais a Galáxia do Sombrero se parece com um chapéu são uma protuberância estelar central incomumente grande e densas faixas escuras de poeira localizadas no disco da galáxia, que vemos quase de lado.

M17 vista de perto. Moldadas por ventos estelares e radiação, essas fantásticas formações onduladas são encontradas na Nebulosa M17 (Nebulosa Ômega). A Nebulosa Ômega fica na constelação de Sagitário, rica em nebulosas, e está a 5.500 anos-luz de distância. Aglomerados irregulares de gás e poeira densos e frios são iluminados pela radiação das estrelas na imagem no canto superior direito, no futuro eles podem se tornar locais de formação de estrelas.

O que ilumina a nebulosa IRAS 05437+2502? Não há uma resposta exata. Particularmente enigmático é o arco brilhante em forma de V invertido que delineia a borda superior de nuvens de poeira interestelar semelhantes a montanhas perto do centro da imagem.