A astronomia é uma das ciências mais antigas. Desde tempos imemoriais, as pessoas seguem o movimento das estrelas no céu. As observações astronômicas da época ajudaram a navegar pelo terreno e também foram necessárias para a construção de sistemas filosóficos e religiosos. Muita coisa mudou desde então. A astronomia finalmente se libertou da astrologia, acumulou amplo conhecimento e poder técnico. No entanto, as observações astronômicas feitas na Terra ou no espaço ainda são um dos principais métodos de obtenção de dados nesta ciência. Os métodos de coleta de informações mudaram, mas a essência da metodologia permaneceu inalterada.

O que são observações astronômicas?

Há evidências que sugerem que as pessoas possuíam conhecimento elementar sobre o movimento da Lua e do Sol mesmo na era pré-histórica. As obras de Hiparco e Ptolomeu testemunham que o conhecimento sobre os luminares também era exigido na Antiguidade, e muita atenção foi dada a eles. Naquela época e por um longo período depois, as observações astronômicas eram o estudo do céu noturno e a fixação do que era visto no papel, ou, mais simplesmente, um esboço.

Até o Renascimento, apenas os instrumentos mais simples auxiliavam os cientistas nessa questão. Uma quantidade significativa de dados tornou-se disponível após a invenção do telescópio. À medida que melhorou, a precisão das informações recebidas aumentou. No entanto, em qualquer nível de progresso tecnológico, as observações astronômicas são a principal maneira de coletar informações sobre objetos celestes. Curiosamente, esta é também uma das áreas de atividade científica em que os métodos utilizados na época anterior ao progresso científico, ou seja, a observação a olho nu ou com a ajuda dos equipamentos mais simples, não perderam a sua relevância.

Classificação

Hoje, as observações astronômicas são uma categoria bastante ampla de atividades. Eles podem ser classificados de acordo com vários critérios:

• qualificação dos participantes;
• a natureza dos dados registrados;
• localização.

No primeiro caso, distinguem-se observações profissionais e amadores. Os dados obtidos neste caso são na maioria das vezes o registro de luz visível ou outra radiação eletromagnética, incluindo infravermelho e ultravioleta. Nesse caso, as informações podem ser obtidas em alguns casos apenas da superfície do nosso planeta ou apenas do espaço fora da atmosfera: de acordo com a terceira característica, distinguem-se as observações astronômicas feitas na Terra ou no espaço.

astronomia amadora

A beleza da ciência das estrelas e outros corpos celestes é que ela é uma das poucas que literalmente precisa de admiradores ativos e incansáveis ​​entre os não profissionais. Um grande número de objetos dignos de atenção constante, há um pequeno número de cientistas ocupados com as questões mais complexas. Portanto, as observações astronômicas do resto do espaço próximo recaem sobre os ombros dos amadores.

A contribuição de pessoas que consideram a astronomia seu hobby para essa ciência é bastante tangível. Até meados da última década do século passado, mais da metade dos cometas foram descobertos por amadores. Suas áreas de interesse também costumam incluir estrelas variáveis, observar novas e rastrear a cobertura de corpos celestes por asteróides. Este último é hoje o trabalho mais promissor e demandado. Quanto às Novas e Supernovas, via de regra, os astrônomos amadores são os primeiros a notá-las.

Opções para observações não profissionais

A astronomia amadora pode ser dividida em ramos intimamente relacionados:

• Astronomia visual. Isso inclui observações astronômicas com binóculos, um telescópio ou a olho nu. O principal objetivo de tais atividades, via de regra, é aproveitar a oportunidade de observar o movimento das estrelas, bem como o próprio processo. Um ramo interessante dessa direção é a astronomia "de calçada": alguns amadores levam seus telescópios para a rua e convidam todos a admirar as estrelas, os planetas e a Lua.
• Astrofotografia. O objetivo desta direção é obter imagens fotográficas de corpos celestes e seus elementos.
• Construção do telescópio. Às vezes, os instrumentos ópticos necessários, telescópios e acessórios para eles, são feitos por amadores quase do zero. Na maioria dos casos, no entanto, a construção do telescópio consiste em complementar o equipamento existente com novos componentes.
• Pesquisar. Alguns astrônomos amadores buscam, além do prazer estético, obter algo mais material. Eles estão envolvidos no estudo de asteróides, variáveis, novas e supernovas, cometas e chuvas de meteoros. Periodicamente, no processo de observações constantes e minuciosas, são feitas descobertas. É esta atividade de astrônomos amadores que faz a maior contribuição para a ciência.

Atividades dos profissionais

Astrônomos especialistas em todo o mundo têm equipamentos mais sofisticados do que amadores. As tarefas que enfrentam exigem alta precisão na coleta de informações, um aparato matemático funcional para interpretação e previsão. Como regra, objetos e fenômenos bastante complexos, muitas vezes distantes, estão no centro do trabalho dos profissionais. Muitas vezes, o estudo das extensões do espaço permite esclarecer certas leis do universo, esclarecer, complementar ou refutar construções teóricas sobre sua origem, estrutura e futuro.

Classificação por tipo de informação

As observações em astronomia, como já mencionado, podem estar associadas à fixação de diversas radiações. Com base nisso, as seguintes direções são distinguidas:

• a astronomia óptica estuda a radiação na faixa do visível;
• astronomia infravermelha;
• astronomia ultravioleta;
• radioastronomia;
• astronomia de raios-x;
• astronomia gama.

Além disso, são destacados os rumos desta ciência e as observações correspondentes que não estão relacionadas à radiação eletromagnética. Isso inclui neutrinos, estudando a radiação de neutrinos de fontes extraterrestres, ondas gravitacionais e astronomia planetária.

Da superfície

Alguns dos fenômenos estudados em astronomia estão disponíveis para pesquisa em laboratórios terrestres. As observações astronômicas na Terra estão associadas ao estudo das trajetórias do movimento dos corpos celestes, medindo a distância no espaço das estrelas, fixando certos tipos de radiação e ondas de rádio, e assim por diante. Até o início da era da astronáutica, os astrônomos só podiam se contentar com informações obtidas nas condições do nosso planeta. E isso foi o suficiente para construir uma teoria da origem e desenvolvimento do Universo, para descobrir muitos padrões que existem no espaço.

Bem acima da terra

Com o lançamento do primeiro satélite, iniciou-se uma nova era na astronomia. Os dados coletados pela espaçonave são inestimáveis. Eles contribuíram para o aprofundamento da compreensão dos cientistas sobre os mistérios do Universo.

Observações astronômicas no espaço permitem detectar todos os tipos de radiação, desde a luz visível até os raios gama e X. A maioria deles não está disponível para pesquisa da Terra, porque a atmosfera do planeta os absorve e não permite que eles cheguem à superfície. Um exemplo de descobertas que só se tornaram possíveis após o início da era espacial são os pulsares de raios-X.

Mineradores de informação

As observações astronômicas no espaço são realizadas usando vários equipamentos instalados em naves espaciais e satélites em órbita. Muitos estudos dessa natureza estão sendo realizados na Estação Espacial Internacional. A contribuição dos telescópios ópticos lançados várias vezes no século passado é inestimável. O famoso Hubble se destaca entre eles. Para o leigo, é principalmente uma fonte de imagens fotográficas incrivelmente belas do espaço profundo. No entanto, isso não é tudo o que ele "pode ​​fazer". Com sua ajuda, foi obtida uma grande quantidade de informações sobre a estrutura de muitos objetos, os padrões de seu "comportamento". O Hubble e outros telescópios são uma fonte inestimável de dados necessários para a astronomia teórica, trabalhando nos problemas do desenvolvimento do universo.

As observações astronômicas - terrestres e espaciais - são as únicas para a ciência dos corpos celestes e fenômenos. Sem eles, os cientistas só poderiam desenvolver várias teorias sem poder compará-las com a realidade.

A astronomia é baseada em observações feitas da Terra e somente desde os anos 60 do nosso século, realizadas do espaço - de estações espaciais automáticas e outras, e até da Lua. Os dispositivos possibilitaram obter amostras de solo lunar, entregar vários instrumentos e até mesmo pousar pessoas na lua. Mas, por enquanto, apenas os corpos celestes mais próximos da Terra podem ser explorados. Desempenhando o mesmo papel dos experimentos em física e química, as observações em astronomia têm várias características.

Primeiro recurso consiste no fato de que as observações astronômicas são, na maioria dos casos, passivas em relação aos objetos em estudo. Não podemos influenciar ativamente os corpos celestes, realizar experimentos (com exceção de casos raros), como é feito na física, biologia e química. Apenas o uso de naves espaciais proporcionou algumas oportunidades a este respeito.

Além disso, muitos fenômenos celestes ocorrem tão lentamente que sua observação requer enormes períodos; por exemplo, uma mudança na inclinação do eixo da Terra em relação ao plano de sua órbita só se torna perceptível após centenas de anos. Portanto, para nós, algumas observações feitas na Babilônia e na China há milhares de anos não perderam seu significado e foram, de acordo com conceitos modernos, muito imprecisas.

Segundo recurso observações astronômicas é a seguinte. Observamos a posição dos corpos celestes e seu movimento a partir da Terra, que está em movimento. Portanto, a visão do céu para um observador terrestre depende não apenas de onde ele está na Terra, mas também da hora do dia e do ano que observa. Por exemplo, quando temos um dia de inverno, na América do Sul é uma noite de verão e vice-versa. Há estrelas visíveis apenas no verão ou no inverno.

Terceiro recurso observações astronômicas deve-se ao fato de que todos os luminares estão muito longe de nós, tão longe que é impossível decidir a olho ou através de um telescópio qual deles está mais próximo, qual está mais longe. Todos eles parecem igualmente distantes para nós. Portanto, durante as observações, geralmente são realizadas medições angulares e, a partir delas, muitas vezes são tiradas conclusões sobre as distâncias lineares e os tamanhos dos corpos.

A distância entre objetos no céu (por exemplo, estrelas) é medida pelo ângulo formado pelos raios que vão para os objetos do ponto de observação. Essa distância é chamada de angular e é expressa em graus e suas frações. Neste caso, considera-se que duas estrelas não estão distantes uma da outra no céu, se as direções em que as vemos estiverem próximas uma da outra (Fig. 1, estrelas A e B).É possível que a terceira estrela C, no céu mais distante de L, no espaço a MAS mais perto do que uma estrela NO.

As medições da altura, a distância angular de um objeto ao horizonte, são realizadas com instrumentos ópticos goniométricos especiais, como um teodolito. O teodolito é um instrumento, cuja parte principal é um telescópio que gira em torno dos eixos vertical e horizontal (Fig. 2). Anexados aos eixos estão círculos divididos em graus e minutos de arco. Nesses círculos, a direção do telescópio é contada. Em navios e aviões, as medidas angulares são feitas com um instrumento chamado sextante (sextan).

As dimensões aparentes dos objetos celestes também podem ser expressas em unidades angulares. Os diâmetros do Sol e da Lua em medida angular são aproximadamente os mesmos - cerca de 0,5 °, e em unidades lineares o Sol é maior que a Lua em diâmetro cerca de 400 vezes, mas é o mesmo número de vezes mais distante da Terra . Portanto, seus diâmetros angulares são quase iguais para nós.

Suas observações

Para uma melhor assimilação da astronomia, você deve começar a observar fenômenos celestes e luminares o mais cedo possível. Diretrizes para observações a olho nu são fornecidas no Apêndice VI. Encontrar as constelações, orientar-se no solo usando a Estrela do Norte, familiar para você no curso de geografia física, e observar a rotação diária do céu é convenientemente realizada usando o mapa estelar móvel anexado ao livro. Para uma estimativa aproximada das distâncias angulares no céu, é útil saber que a distância angular entre as duas estrelas da Ursa Maior é de aproximadamente 5 °.

Antes de tudo, você precisa se familiarizar com a visão do céu estrelado, encontrar planetas nele e garantir que eles se movam em relação às estrelas ou ao Sol dentro de 1-2 meses. (As condições para a visibilidade dos planetas e alguns fenômenos celestes são discutidas no calendário astronômico da escola para um determinado ano.) Além disso, deve-se familiarizar-se com o relevo da Lua, com as manchas solares e depois com outros luminares e fenômenos , mencionados no Anexo VI . Para fazer isso, uma introdução ao telescópio é fornecida abaixo.

PREFÁCIO
O livro é dedicado à organização, conteúdo e metodologia de observações astronômicas de nível avançado, bem como aos métodos matemáticos mais simples para seu processamento. Começa com um capítulo sobre o teste do telescópio, o principal instrumento da astronomia observacional. Este capítulo descreve as principais questões relacionadas à teoria mais simples do telescópio. Os professores encontrarão aqui muitos conselhos práticos valiosos relacionados à determinação das várias características de um telescópio, verificação da qualidade de sua óptica, escolha das condições ideais para observação, bem como as informações necessárias sobre os acessórios mais importantes do telescópio e como manusear ao fazer observações visuais e fotográficas.
A parte mais importante do livro é o segundo capítulo, que considera, com base em material concreto, questões de organização, conteúdo e métodos de realização de observações astronômicas. Uma parte significativa das observações propostas - observações visuais da Lua, Sol, planetas, eclipses - não requer alta qualificação e, com orientação hábil do professor, pode ser dominada em pouco tempo. Ao mesmo tempo, várias outras observações - observações fotográficas, observações visuais de estrelas variáveis, observações de programa de chuvas de meteoros e algumas outras - já exigem habilidade considerável, certo treinamento teórico e instrumentos e equipamentos adicionais.
É claro que nem todas as observações listadas neste capítulo podem ser implementadas em qualquer escola. A organização de observações de maior dificuldade está provavelmente disponível para as escolas onde há boas tradições de organização de atividades extracurriculares em astronomia, há experiência no trabalho relevante e, o que é muito importante, uma boa base material.
Por fim, no terceiro capítulo, com base em material específico, são apresentados de forma simples e visual os principais métodos matemáticos de processamento de observações: interpolação e extrapolação, representação aproximada de funções empíricas e teoria do erro. Este capítulo é parte integrante do livro. Ele orienta tanto os professores como os alunos e, finalmente, os amantes da astronomia a uma atitude ponderada e séria em relação à criação e condução de observações astronômicas, cujos resultados podem adquirir um certo significado e valor somente após terem sido submetidos a um processamento matemático apropriado.
Chama-se a atenção dos professores para a necessidade de usar microcalculadoras e, no futuro, computadores pessoais.
O material do livro pode ser utilizado na realização de aulas práticas de astronomia, previstas no currículo, bem como na realização de aulas optativas e no trabalho de círculo astronômico.
Aproveitando esta oportunidade, os autores expressam sua profunda gratidão ao Vice-Presidente do Conselho de Círculos Astronômicos do Planetário de Moscou, funcionário do SAI MSU M. Yu. Shevchenko e Professor Associado do Instituto Pedagógico Vladimir, Candidato de Física e Matemática Sciences E. P. Razbitnaya pelas valiosas sugestões que contribuíram para melhorar o conteúdo do livro.
Os autores aceitarão com gratidão todos os comentários críticos dos leitores.

Capítulo I TESTE DE TELESCÓPIO

§ 1. Introdução
Os telescópios são os principais instrumentos de todo observatório astronômico, inclusive o educacional. Com a ajuda de telescópios, os alunos observam o Sol e os fenômenos que nele ocorrem, a Lua e sua topografia, os planetas e alguns de seus satélites, o mundo diverso das estrelas, aglomerados abertos e globulares, nebulosas difusas, Via Láctea e galáxias .
Com base em observações telescópicas diretas e em fotografias tiradas com grandes telescópios, o professor pode criar nos alunos ideias vívidas da ciência natural sobre a estrutura do mundo ao seu redor e, com base nisso, formar firmes convicções materialistas.
Iniciando as observações no observatório astronômico da escola, o professor deve estar bem ciente das possibilidades da ótica telescópica, vários métodos práticos para testá-la e estabelecer suas principais características. Quanto mais completo e profundo for o conhecimento do professor sobre telescópios, melhor ele será capaz de organizar as observações astronômicas, mais proveitoso será o trabalho dos alunos e mais convincentes serão os resultados das observações diante deles.
Em particular, é importante que um professor de astronomia conheça uma breve teoria do telescópio, esteja familiarizado com os sistemas ópticos e instalações de telescópios mais comuns e também tenha informações bastante completas sobre oculares e vários acessórios do telescópio. Ao mesmo tempo, ele deve conhecer as principais características, bem como as vantagens e desvantagens de pequenos telescópios destinados a observatórios astronômicos educacionais de escolas e institutos, ter boas habilidades no manuseio de tais telescópios e ser capaz de avaliar realisticamente suas capacidades ao organizar observações.
A eficácia do trabalho de um observatório astronômico depende não apenas de seus equipamentos com vários equipamentos e, em particular, da potência óptica dos telescópios disponíveis nele, mas também do grau de preparação dos observadores. Somente um observador qualificado, que tenha boas habilidades no manuseio do telescópio à sua disposição e que conheça suas principais características e capacidades, é capaz de obter o máximo de informações possíveis sobre este telescópio.
Portanto, o professor enfrenta a importante tarefa de preparar ativistas capazes de fazer boas observações que exigem perseverança, execução cuidadosa, muita atenção e tempo.
Sem a criação de um grupo de observadores qualificados, é impossível contar com o amplo funcionamento contínuo do observatório escolar e com seu grande retorno na educação e formação de todos os demais alunos.
Nesse sentido, não basta que o professor conheça os próprios telescópios e suas capacidades, ele também deve possuir um método de explicação ponderado e expressivo que não vá muito além dos currículos escolares e livros didáticos e se baseie nos conhecimentos dos alunos obtidos em o estudo da física, astronomia e matemática.
Ao mesmo tempo, atenção especial deve ser dada à natureza aplicada das informações relatadas sobre os telescópios, para que as capacidades destes sejam reveladas no processo de realização das observações planejadas e se manifestem nos resultados obtidos.
Levando em conta os requisitos acima, o primeiro capítulo do livro inclui informações teóricas sobre telescópios na quantidade necessária para fazer observações bem pensadas, bem como descrições de métodos práticos racionais para testar e estabelecer suas várias características, levando em consideração o conhecimento e a capacidade dos alunos.

§ 2. Determinação das principais características da óptica do telescópio
Para entender profundamente as possibilidades da óptica do telescópio, deve-se primeiro fornecer alguns dados ópticos sobre o olho humano - a principal "ferramenta" dos alunos na maioria das observações astronômicas educacionais. Detenhamo-nos em suas características como extrema sensibilidade e acuidade visual, ilustrando seu conteúdo em exemplos de observações de objetos celestes.
Sob a sensibilidade limite (limiar) do olho entende-se o fluxo luminoso mínimo que ainda pode ser percebido pelo olho totalmente adaptado ao escuro.
Objetos convenientes para determinar a sensibilidade limite do olho são grupos de estrelas de diferentes magnitudes com magnitudes cuidadosamente medidas. Quando a atmosfera está em boas condições e o céu está sem nuvens, em uma noite sem lua, longe da cidade, pode-se observar estrelas de até 6ª magnitude. No entanto, este não é o limite. No alto das montanhas, onde a atmosfera é especialmente limpa e transparente, estrelas de até 8ª magnitude tornam-se visíveis.
Um observador experiente deve conhecer os limites de seus olhos e ser capaz de determinar o estado de transparência da atmosfera a partir da observação das estrelas. Para fazer isso, é necessário estudar bem o padrão geralmente aceito em astronomia - a série Polar do Norte (Fig. 1, a) e tomá-lo como regra: antes de realizar observações telescópicas, primeiro você precisa determinar a olho nu as estrelas visíveis no limite desta série e estabelecer o estado da atmosfera a partir delas.
Arroz. 1. Mapa da Cordilheira Polar Norte:
a - para observações a olho nu; b - com binóculos ou um pequeno telescópio; c - telescópio médio.
Os dados obtidos são registrados no diário de observação. Tudo isso requer observação, memória, desenvolve o hábito de avaliações oculares e se acostuma à precisão - essas qualidades são muito úteis para o observador.
A acuidade visual é entendida como a capacidade do olho de distinguir objetos próximos ou pontos luminosos. Os médicos estabeleceram que a nitidez de um olho humano normal tem em média 1 minuto de arco. Esses dados foram obtidos examinando objetos brilhantes e bem iluminados e fontes de luz pontuais em condições de laboratório.
Ao observar estrelas - muito menos objetos brilhantes - a acuidade visual é um pouco reduzida e é de cerca de 3 minutos de arco ou mais. Então, tendo visão normal, é fácil notar que perto de Mizar - a estrela do meio na alça do balde da Ursa Maior - há uma estrela fraca Alkor. Longe de todos conseguem estabelecer a dualidade de e Lyra a olho nu. A distância angular entre Mizar e Alcor é 1 Г48", e entre os componentes ei e e2 de Lyra - 3"28".
Vamos agora considerar como o telescópio expande as possibilidades da visão humana e analisar essas possibilidades.
Um telescópio é um sistema óptico afocal que converte um feixe de feixes paralelos com seção transversal D em um feixe de feixes paralelos com seção transversal d. Isso é claramente visto no exemplo do caminho do feixe em um refrator (Fig. 2), onde a lente intercepta feixes paralelos vindos de uma estrela distante e os focaliza em um ponto no plano focal. Além disso, os raios divergem, entram na ocular e saem dela como um feixe paralelo de menor diâmetro. Os feixes então entram no olho e são focados em um ponto na parte inferior do globo ocular.
Se o diâmetro da pupila do olho humano for igual ao diâmetro do feixe paralelo que emerge da ocular, todos os raios coletados pela objetiva entrarão no olho. Portanto, neste caso, a razão entre as áreas da lente do telescópio e a pupila do olho humano expressa a multiplicidade do aumento do fluxo de luz, caindo
Se assumirmos que o diâmetro da pupila é de 6 mm (na escuridão completa, chega a 7 - 8 mm), então um refrator escolar com um diâmetro de lente de 60 mm pode enviar 100 vezes mais energia luminosa para o olho do que o olho nu percebe. Como resultado, com esse telescópio, as estrelas podem se tornar visíveis, enviando-nos fluxos de luz 100 vezes menores do que os fluxos de luz das estrelas visíveis no limite a olho nu.
De acordo com a fórmula de Pogson, um aumento de cem vezes na iluminação (fluxo luminoso) corresponde a magnitudes de 5 estrelas:
A fórmula acima permite estimar o poder de penetração, que é a característica mais importante de um telescópio. O poder de penetração é determinado pela magnitude limite (m) da estrela mais fraca que ainda pode ser vista com um determinado telescópio nas melhores condições atmosféricas. Como nem a perda de luz durante a passagem da óptica nem o escurecimento do fundo do céu no campo de visão do telescópio são levados em consideração na fórmula acima, é aproximado.
Um valor mais preciso do poder de penetração de um telescópio pode ser calculado usando a seguinte fórmula empírica, que resume os resultados de observações de estrelas com instrumentos de diferentes diâmetros:
onde D é o diâmetro da lente, expresso em milímetros.
Para fins de orientação, a Tabela 1 mostra os valores aproximados do poder de penetração dos telescópios, calculados usando a fórmula empírica (1).
O poder de penetração real do telescópio pode ser determinado observando as estrelas da série Polar Norte (Fig. 1.6, c). Para isso, guiado pela tabela 1 ou pela fórmula empírica (1), defina o valor aproximado do poder de penetração do telescópio. Além disso, a partir dos mapas fornecidos (Fig. 1.6, c), estrelas com magnitudes um pouco maiores e um pouco menores são selecionadas. Copie com cuidado todas as estrelas de maior brilho e todas as selecionadas. Desta forma, um mapa estelar é feito, cuidadosamente estudado e observações são feitas. A ausência de estrelas "extras" no mapa contribui para a rápida identificação da imagem telescópica e o estabelecimento das magnitudes estelares das estrelas visíveis. Observações de acompanhamento são feitas nas noites subsequentes. Se o clima e a transparência da atmosfera melhorarem, será possível ver e identificar estrelas mais fracas.
A magnitude da estrela mais fraca encontrada desta forma determina o poder de penetração real do telescópio utilizado. Os resultados obtidos são registrados no diário de observação. A partir deles pode-se julgar o estado da atmosfera e as condições para observar outros luminares.
A segunda característica mais importante de um telescópio é sua resolução b, que é entendida como o ângulo mínimo entre duas estrelas vistas separadamente. Em óptica teórica, está provado que com uma lente ideal na luz visível L = 5,5-10
onde D é o diâmetro da lente em milímetros. (...)
Arroz. 3. Padrões de difração de pares estelares próximos com diferentes distâncias angulares dos componentes.
Também é instrutivo realizar observações telescópicas de pares estelares brilhantes com a lente aberta. À medida que a entrada do telescópio é gradualmente aberta, os discos de difração das estrelas aumentam, se fundem e se fundem em um único disco de difração de diâmetro maior, mas com um brilho muito menor.
Ao realizar tais estudos, deve-se prestar atenção à qualidade das imagens telescópicas, que são determinadas pelo estado da atmosfera.
Distúrbios atmosféricos devem ser observados com um telescópio bem alinhado (de preferência um refletor), examinando imagens de difração de estrelas brilhantes em altas ampliações. Sabe-se da óptica que com um fluxo de luz monocromático, 83,8% da energia transmitida através da lente se concentra no disco de difração central, 7,2% no primeiro anel, 2,8% no segundo, 1,5% no terceiro e 1,5 % no quarto anel. - 0,9%, etc.
Como a radiação recebida das estrelas não é monocromática, mas consiste em diferentes comprimentos de onda, os anéis de difração são coloridos e borrados. A clareza das imagens em anel pode ser melhorada usando filtros, especialmente os de banda estreita. No entanto, devido à diminuição da energia de anel para anel e ao aumento de suas áreas, já o terceiro anel se torna imperceptível.
Isso deve ser mantido em mente ao estimar o estado da atmosfera a partir de padrões de difração visíveis de estrelas observadas. Ao fazer tais observações, você pode usar a escala de Pickering, segundo a qual as melhores imagens são classificadas com nota 10 e as muito ruins com nota 1.
Damos uma descrição desta escala (Fig. 4).
1. As imagens das estrelas são onduladas e manchadas de modo que seus diâmetros são, em média, duas vezes o tamanho do terceiro anel de difração.
2. A imagem é ondulada e ligeiramente fora do terceiro anel de difração.
3. A imagem não ultrapassa o terceiro anel de difração. O brilho da imagem aumenta em direção ao centro.
4. De vez em quando, o disco de difração central da estrela é visível com arcos curtos aparecendo ao redor.
5. O disco de difração é visível o tempo todo, e arcos curtos geralmente são visíveis.
6. O disco de difração e os arcos curtos são visíveis o tempo todo.
7. Os arcos se movem em torno de um disco claramente visível.
8. Anéis com lacunas se movem em torno de um disco claramente definido,
9. O anel de difração mais próximo do disco está imóvel.
10. Todos os anéis de difração são estacionários.
Os pontos 1 - 3 caracterizam o mau estado da atmosfera para observações astronômicas, 4 - 5 - medíocre, 6 - 7 - bom, 8 - 10 - excelente.
A terceira característica importante de um telescópio é a abertura da lente, que é igual ao quadrado da razão entre o diâmetro da lente
à sua distância focal (...)

§ 3. Verificação da qualidade da óptica do telescópio
O valor prático de qualquer telescópio como instrumento de observação é determinado não apenas pelo seu tamanho, mas também pela qualidade de sua óptica, ou seja, o grau de perfeição de seu sistema óptico e a qualidade da lente. Um papel importante é desempenhado pela qualidade das oculares conectadas ao telescópio, bem como pela integridade de seu conjunto.
A lente é a parte mais crítica do telescópio. Infelizmente, mesmo as lentes telescópicas mais avançadas têm várias desvantagens devido a razões puramente técnicas e à natureza da luz. Os mais importantes são a aberração cromática e esférica, coma e astigmatismo. Além disso, lentes rápidas sofrem em graus variados de curvatura de campo e distorção.
O professor precisa conhecer as principais deficiências ópticas dos tipos de telescópios mais utilizados, demonstrar de forma expressiva e clara essas deficiências e ser capaz de reduzi-las até certo ponto.
Vamos descrever sucessivamente as deficiências ópticas mais importantes dos telescópios, considerar em que tipos de pequenos telescópios e em que medida eles se manifestam e indicar as maneiras mais simples de realçá-los, exibi-los e reduzi-los.
O principal obstáculo que impediu por muito tempo o aprimoramento do telescópio refrator foi a aberração cromática (de cor), ou seja, a incapacidade de uma lente coletora de coletar todos os raios de luz com diferentes comprimentos de onda em um ponto. A aberração cromática é causada pela refração desigual de raios de luz de diferentes comprimentos de onda (os raios vermelhos são refratados mais fracamente que os amarelos e os raios amarelos são mais fracos que os azuis).
A aberração cromática é especialmente pronunciada em telescópios com lentes rápidas de lente única. Se esse telescópio estiver apontado para uma estrela brilhante, então em uma certa posição da ocular
você pode ver uma mancha roxa brilhante cercada por um halo colorido com um anel externo vermelho borrado. À medida que a ocular se estende, a cor do ponto central mudará gradualmente para azul, depois verde, amarelo, laranja e, finalmente, vermelho. Neste último caso, uma auréola colorida com uma borda de anel roxa será visível ao redor do ponto vermelho.
Se você olhar para o planeta através desse telescópio, a imagem ficará muito embaçada, com manchas iridescentes.
Lentes de duas lentes que são amplamente livres de aberração cromática são chamadas de acromáticas. A abertura relativa de um refrator com lente acromática é geralmente 715 ou mais (para telescópios refratores escolares, deixa 7o, o que degrada um pouco a qualidade da imagem).
No entanto, uma lente acromática não está completamente livre de aberrações cromáticas e converge bem apenas raios de certos comprimentos de onda. Nesse sentido, os objetivos são acromatizados de acordo com sua finalidade; visual - em relação aos raios que atuam mais fortemente no olho, fotográfico - para os raios que atuam mais fortemente na emulsão fotográfica. Em particular, as lentes dos refratores escolares são visuais em sua finalidade.
A presença de aberração cromática residual em refratores escolares pode ser julgada com base em observações com ampliações muito altas de imagens de difração de estrelas brilhantes, alterando rapidamente os seguintes filtros: amarelo-verde, vermelho, azul. É possível garantir uma troca rápida de filtros de luz usando disco ou molduras deslizantes, descritas em
§ 20 do livro "Observatório Astronômico Escolar"1. As mudanças nos padrões de difração observadas neste caso indicam que nem todos os raios são igualmente focados.
A eliminação da aberração cromática é resolvida com mais sucesso em objetivas apocromáticas de três lentes. No entanto, ainda não foi possível destruí-lo completamente em nenhuma objetiva.
Uma lente reflexa não refrata os raios de luz. Portanto, essas lentes são completamente livres de aberração cromática. Desta forma, as lentes reflex se comparam favoravelmente com as lentes.
Outra grande desvantagem das lentes telescópicas é a aberração esférica. Manifesta-se no fato de que os raios monocromáticos que viajam paralelamente ao eixo óptico são focalizados a diferentes distâncias da lente, dependendo de qual zona eles passaram. Assim, em uma única lente, os raios que passaram perto de seu centro são focados mais longe, e os mais próximos são aqueles que passaram pela zona de borda.
Isso pode ser visto facilmente se um telescópio com objetiva de lente única for direcionado para uma estrela brilhante e observado com dois diafragmas: um deles deve destacar o fluxo que passa pela zona central e o segundo, feito em forma de anel , deve transmitir os raios da zona de borda. As observações devem ser realizadas com filtros de luz, se possível, com larguras de banda estreitas. Ao usar a primeira abertura, uma imagem nítida da estrela é obtida em uma extensão ligeiramente maior da ocular do que ao usar a segunda abertura, o que confirma a presença de aberração esférica.
Em lentes complexas, a aberração esférica, juntamente com a aberração cromática, é reduzida ao limite exigido pela seleção de lentes de uma certa espessura, curvatura e tipos de vidro usados.
[ Os restos de aberração esférica não corrigida em objetivas telescópicas de lentes complexas podem ser detectados usando (as aberturas descritas acima, observando padrões de difração de estrelas brilhantes em altas ampliações. Ao estudar lentes visuais, filtros verde-amarelos devem ser usados ​​e ao estudar lentes fotográficas , azul.
! Não há aberração esférica em lentes espelhadas parabólicas (mais precisamente, parabolóides), pois as lentes reduzem a um ponto todo o feixe de raios que viajam paralelamente ao eixo óptico. Espelhos esféricos têm aberração esférica, e é quanto maior, maior e mais brilhante o próprio espelho.
Para espelhos pequenos com pouca luminosidade (com uma abertura relativa inferior a 1: 8), a superfície esférica difere pouco da paraboloidal - como resultado, a aberração esférica é pequena.
A presença de aberração esférica residual pode ser detectada pelo método descrito acima, usando diferentes diafragmas. Embora as lentes espelhadas estejam livres de aberração cromática, filtros devem ser usados ​​para melhor diagnosticar a aberração esférica, pois a cor dos padrões de difração observados em diferentes aberturas não é a mesma, o que pode levar a mal-entendidos.
Consideremos agora as aberrações que surgem quando os raios passam obliquamente ao eixo óptico da objetiva. Estes incluem: coma, astigmatismo, curvatura de campo, distorção.
Com observações visuais, deve-se seguir as duas primeiras aberrações - coma e astigmatismo, e estudá-las praticamente observando as estrelas.
A coma se manifesta no fato de que a imagem da estrela afastada do eixo óptico da objetiva toma a forma de um ponto assimétrico borrado com um núcleo deslocado e uma cauda característica (Fig. 6). O astigmatismo, por outro lado, consiste no fato de que a lente coleta um feixe inclinado de luz da estrela não em um foco comum, mas em dois segmentos mutuamente perpendiculares AB e CD, localizados em diferentes planos e a diferentes distâncias da lente. (Fig. 7).
Arroz. 6. Formação de coma em raios oblíquos. O círculo delineia o campo próximo ao eixo óptico, onde o coma é insignificante.
Com um bom alinhamento no tubo do telescópio de uma objetiva de baixa abertura e com um pequeno campo de visão da ocular, é difícil notar ambas as aberrações mencionadas acima. Eles podem ser vistos claramente se, para fins de treinamento, o telescópio estiver um pouco desalinhado ao girar a lente em um determinado ângulo. Tal operação é útil para todos os observadores, e especialmente para aqueles que constroem seus telescópios, porque mais cedo ou mais tarde eles enfrentarão problemas de alinhamento, e será muito melhor se agirem conscientemente.
Para desalinhar o refletor, basta soltar e apertar os dois parafusos opostos que prendem o espelho.
Em um refrator, isso é mais difícil de fazer. Para não estragar o fio, você deve colar um anel de transição truncado em um ângulo do papelão e inseri-lo com um lado no tubo do telescópio e colocar a lente no outro.
Se você olhar para as estrelas através de um telescópio desalinhado, todas elas aparecerão com cauda. A razão para isso é o coma (Fig. 6). Se, no entanto, um diafragma com um pequeno orifício central for colocado na entrada do telescópio e a ocular for movida para frente e para trás, pode-se ver como as estrelas são esticadas em segmentos brilhantes AB, depois se transformam em elipses de diferentes compressão, círculos, e novamente em segmentos CD e elipses (Fig. 7).
Coma e astigmatismo são eliminados girando a lente. Como é fácil de entender, o eixo de rotação durante o ajuste será perpendicular à direção. Se a cauda se alongar quando o parafuso de ajuste do espelho for girado, o parafuso deve ser girado na direção oposta. O ajuste fino final durante o ajuste deve ser realizado com uma ocular de foco curto em altas ampliações para que os anéis de difração sejam claramente visíveis.
Se a lente do telescópio for de alta qualidade e a ótica estiver alinhada corretamente, as imagens desfocadas da estrela, quando vistas através de um refrator, parecerão um pequeno disco de luz cercado por um sistema de anéis de difração concêntricos coloridos ( Fig. 8, ai). Neste caso, os padrões das imagens pré-focais e extrafocais serão exatamente os mesmos (Fig. 8, a 2, 3).
As imagens desfocadas de uma estrela terão a mesma aparência quando vistas através de um refletor, só que em vez de um disco brilhante central, será vista uma mancha escura, que é uma sombra de um espelho auxiliar ou um prisma de reflexão total diagonal.
A imprecisão do alinhamento do telescópio afetará a concentricidade dos anéis de difração, e eles mesmos terão uma forma alongada (Fig. 8, b 1, 2, 3, 4). Ao focar, a estrela aparecerá não como um disco brilhante nitidamente definido, mas como um ponto brilhante levemente borrado com uma cauda fraca jogada para o lado (efeito de coma). Se o efeito indicado for causado por um ajuste realmente impreciso do telescópio, então o problema pode ser facilmente corrigido, basta apenas mudar sua posição um pouco na direção desejada, agindo com os parafusos de ajuste da armação da lente (espelho). É muito pior se o motivo estiver no astigmatismo da própria lente ou (no caso de um refletor Newton) na má qualidade do espelho diagonal auxiliar. Neste caso, a desvantagem pode ser eliminada apenas lixando e repolindo as superfícies ópticas defeituosas.
A partir de imagens fora de foco de uma estrela, outras deficiências da lente telescópica, se houver, podem ser facilmente detectadas. Por exemplo, a diferença nos tamanhos dos anéis de difração correspondentes das imagens pré-focais e extrafocais de uma estrela indica a presença de aberração esférica, e a diferença em sua cromaticidade indica cromaticidade significativa (para linear
lente de chamada); a densidade de distribuição desigual dos anéis e suas diferentes intensidades indicam o zoneamento da lente, e a forma irregular dos anéis indica desvios locais mais ou menos significativos da superfície óptica do ideal.
Se todas as desvantagens listadas reveladas pelo padrão de imagens desfocadas de uma estrela forem pequenas, elas poderão ser toleradas. Lentes especulares de telescópios amadores que passaram com sucesso no teste de sombra de Foucault, como regra, têm uma superfície óptica impecável e resistem perfeitamente a testes em imagens de estrelas fora de foco.
Cálculos e prática mostram que com alinhamento perfeito da ótica, coma e astigmatismo têm pouco efeito nas observações visuais quando são usadas objetivas de baixa abertura (menos de 1:10). Isso se aplica igualmente às observações fotográficas, quando luminárias com tamanhos angulares relativamente pequenos (planetas, o Sol, a Lua) são fotografadas com as mesmas lentes.
O coma e o astigmatismo estragam muito as imagens ao fotografar grandes áreas do céu estrelado com espelhos parabólicos ou lentes de duas lentes. A distorção aumenta acentuadamente com lentes rápidas.
A tabela abaixo dá uma ideia do crescimento do coma e do astigmatismo dependendo dos desvios angulares do eixo óptico para refletores parabólicos de luminosidade diferente.
Arroz. 9. Curvatura do campo de visão e imagens de estrelas em seu plano focal (com correção de todas as outras aberrações).
tismo, mas há uma curvatura do campo. Se você fotografar uma grande área do céu estrelado com essa lente e, ao mesmo tempo, focar na zona central, à medida que você se retira para as bordas do campo, a nitidez das imagens das estrelas se deteriora. E vice-versa, se o foco for realizado nas estrelas localizadas nas bordas do campo, a nitidez das imagens das estrelas se deteriorará no centro.
Para obter uma fotografia nítida em todo o campo com essa lente, o filme deve ser dobrado de acordo com a curvatura do campo de imagens nítidas da própria lente.
A curvatura do campo também é eliminada com a ajuda de uma lente Piazzi-Smith plano-convexa, que transforma a frente de onda curvada em plana.
A curvatura do campo pode ser reduzida de forma mais simples pela abertura da lente. Sabe-se da prática de fotografar que, com a diminuição da abertura, a profundidade de campo aumenta - como resultado, são obtidas imagens nítidas de estrelas em todo o campo de uma placa plana. No entanto, deve-se lembrar que a redução da abertura reduz muito a potência óptica do telescópio e, para que estrelas fracas apareçam na placa, o tempo de exposição deve ser aumentado significativamente.
A distorção se manifesta no fato de a lente construir uma imagem que não é proporcional à original, mas com alguns desvios dela. Como resultado, ao fotografar um quadrado, sua imagem pode ficar com os lados côncavos para dentro ou convexos para fora (distorção de almofada de alfinetes e barril).
Examinar qualquer lente quanto à distorção é muito simples: para fazer isso, você precisa abri-la bastante para que apenas uma parte central muito pequena permaneça descoberta. Coma, astigmatismo e curvatura do campo com tal diafragma serão eliminados e a distorção pode ser observada em sua forma mais pura
Se você tirar fotos de grades retangulares, aberturas de janelas, portas com essa lente, examinando os negativos, é fácil estabelecer o tipo de distorção inerente a essa lente.
A distorção da lente acabada não pode ser eliminada ou reduzida. É levado em consideração no estudo de fotografias, especialmente ao realizar trabalhos astrométricos.

§ 4. Oculares e ampliações limitantes do telescópio
O conjunto ocular é uma adição necessária ao telescópio. Anteriormente já esclarecemos (§ 2) a finalidade da ocular em um sistema telescópico de aumento. Agora é necessário se debruçar sobre as principais características e características de design de várias oculares. Deixando de lado a ocular galileana de uma lente divergente, que não é usada na prática astronômica há muito tempo, vamos nos voltar imediatamente para oculares astronômicas especiais.
Historicamente, a primeira ocular astronômica, que substituiu imediatamente a ocular galileana, foi a ocular Kepler de uma única lente de foco curto. Possuindo um campo de visão muito maior em comparação com a ocular de Galileu, em combinação com os refratores de foco longo comuns na época, produzia imagens bastante claras e levemente coloridas. No entanto, mais tarde, a ocular Kepler foi substituída pelas oculares Huygens e Ramsden mais avançadas, que ainda são encontradas hoje. As oculares astronômicas mais usadas atualmente são a ocular acromática Kellner e a ocular ortoscópica Abbe. A Figura 11 mostra a disposição dessas oculares.
As oculares Huygens e Ramsden são dispostas de forma mais simples. Cada um deles é composto por duas lentes convergentes plano-convexas. O frontal (voltado para a objetiva) é chamado de lente de campo, e o de trás (voltado para o olho do observador) é chamado de lente ocular. Na ocular Huygens (Fig. 12), ambas as lentes estão voltadas para a objetiva com suas superfícies convexas, e se f \ e / 2 são as distâncias focais das lentes e d é a distância entre elas, então a relação deve ser satisfeita: (...)

LIVRO DE TEXTO KOHETS FRAGMEHTA

Seguiu o movimento das estrelas no céu. As observações astronômicas da época ajudaram a navegar pelo terreno e também foram necessárias para a construção de sistemas filosóficos e religiosos. Muita coisa mudou desde então. A astronomia finalmente se libertou da astrologia, acumulou amplo conhecimento e poder técnico. No entanto, as observações astronômicas feitas na Terra ou no espaço ainda são um dos principais métodos de obtenção de dados nesta ciência. Os métodos de coleta de informações mudaram, mas a essência da metodologia permaneceu inalterada.

O que são observações astronômicas?

Há evidências que sugerem que as pessoas possuíam conhecimento elementar sobre o movimento da Lua e do Sol mesmo na era pré-histórica. As obras de Hiparco e Ptolomeu testemunham que o conhecimento sobre os luminares também era exigido na Antiguidade, e muita atenção foi dada a eles. Naquela época e por um longo período depois, as observações astronômicas eram o estudo do céu noturno e a fixação do que era visto no papel, ou, mais simplesmente, um esboço.

Até o Renascimento, apenas os instrumentos mais simples auxiliavam os cientistas nessa questão. Uma quantidade significativa de dados tornou-se disponível após a invenção do telescópio. À medida que melhorou, a precisão das informações recebidas aumentou. No entanto, em qualquer nível de progresso tecnológico, as observações astronômicas são a principal maneira de coletar informações sobre objetos celestes. Curiosamente, esta é também uma das áreas de atividade científica em que os métodos utilizados na época anterior ao progresso científico, ou seja, a observação a olho nu ou com a ajuda dos equipamentos mais simples, não perderam a sua relevância.

Classificação

Hoje, as observações astronômicas são uma categoria bastante ampla de atividades. Eles podem ser classificados de acordo com vários critérios:

• qualificação dos participantes;
• a natureza dos dados registrados;
• localização.

No primeiro caso, distinguem-se observações profissionais e amadores. Os dados obtidos neste caso são na maioria das vezes o registro de luz visível ou outra radiação eletromagnética, incluindo infravermelho e ultravioleta. Nesse caso, as informações podem ser obtidas em alguns casos apenas da superfície do nosso planeta ou apenas do espaço fora da atmosfera: de acordo com a terceira característica, distinguem-se as observações astronômicas feitas na Terra ou no espaço.

astronomia amadora

A beleza da ciência das estrelas e outros corpos celestes é que ela é uma das poucas que literalmente precisa de admiradores ativos e incansáveis ​​entre os não profissionais. Um grande número de objetos dignos de atenção constante, há um pequeno número de cientistas ocupados com as questões mais complexas. Portanto, as observações astronômicas do resto do espaço próximo recaem sobre os ombros dos amadores.

A contribuição de pessoas que consideram a astronomia seu hobby para essa ciência é bastante tangível. Até meados da última década do século passado, mais da metade dos cometas foram descobertos por amadores. Suas áreas de interesse também costumam incluir estrelas variáveis, observar novas e rastrear a cobertura de corpos celestes por asteróides. Este último é hoje o trabalho mais promissor e demandado. Quanto às Novas e Supernovas, via de regra, os astrônomos amadores são os primeiros a notá-las.

Opções para observações não profissionais

A astronomia amadora pode ser dividida em ramos intimamente relacionados:

• Astronomia visual. Isso inclui observações astronômicas com binóculos, um telescópio ou a olho nu. O principal objetivo de tais atividades, via de regra, é aproveitar a oportunidade de observar o movimento das estrelas, bem como o próprio processo. Um ramo interessante dessa direção é a astronomia "de calçada": alguns amadores levam seus telescópios para a rua e convidam todos a admirar as estrelas, os planetas e a Lua.
• Astrofotografia. O objetivo desta direção é obter imagens fotográficas de corpos celestes e seus elementos.
• Construção do telescópio. Às vezes, os instrumentos ópticos necessários, telescópios e acessórios para eles, são feitos por amadores quase do zero. Na maioria dos casos, no entanto, a construção do telescópio consiste em complementar o equipamento existente com novos componentes.
• Pesquisar. Alguns astrônomos amadores buscam, além do prazer estético, obter algo mais material. Eles estão envolvidos no estudo de asteróides, variáveis, novas e supernovas, cometas e chuvas de meteoros. Periodicamente, no processo de observações constantes e minuciosas, são feitas descobertas. É esta atividade de astrônomos amadores que faz a maior contribuição para a ciência.

Atividades dos profissionais

Astrônomos especialistas em todo o mundo têm equipamentos mais sofisticados do que amadores. As tarefas que enfrentam exigem alta precisão na coleta de informações, um aparato matemático funcional para interpretação e previsão. Como regra, objetos e fenômenos bastante complexos, muitas vezes distantes, estão no centro do trabalho dos profissionais. Muitas vezes, o estudo das extensões do espaço permite esclarecer certas leis do universo, esclarecer, complementar ou refutar construções teóricas sobre sua origem, estrutura e futuro.

Classificação por tipo de informação

As observações em astronomia, como já mencionado, podem estar associadas à fixação de diversas radiações. Com base nisso, as seguintes direções são distinguidas:

• a astronomia óptica estuda a radiação na faixa do visível;
• astronomia infravermelha;
• astronomia ultravioleta;
• radioastronomia;
• astronomia de raios-x;
• astronomia gama.

Além disso, são destacados os rumos desta ciência e as observações correspondentes que não estão relacionadas à radiação eletromagnética. Isso inclui neutrinos, estudando a radiação de neutrinos de fontes extraterrestres, ondas gravitacionais e astronomia planetária.

Da superfície

Alguns dos fenômenos estudados em astronomia estão disponíveis para pesquisa em laboratórios terrestres. As observações astronômicas na Terra estão associadas ao estudo de trajetórias de movimento, medindo a distância no espaço até as estrelas, fixando certos tipos de radiação e ondas de rádio e assim por diante. Até o início da era da astronáutica, os astrônomos só podiam se contentar com informações obtidas nas condições do nosso planeta. E isso foi o suficiente para construir uma teoria da origem e desenvolvimento do Universo, para descobrir muitos padrões que existem no espaço.

Bem acima da terra

Com o lançamento do primeiro satélite, iniciou-se uma nova era na astronomia. Os dados coletados são inestimáveis. Eles contribuíram para o aprofundamento da compreensão dos cientistas sobre os mistérios do Universo.

Observações astronômicas no espaço permitem detectar todos os tipos de radiação, desde a luz visível até os raios gama e X. A maioria deles não está disponível para pesquisa da Terra, porque a atmosfera do planeta os absorve e não permite que eles cheguem à superfície. Os pulsares de raios-X são um exemplo de descobertas que só se tornaram possíveis depois disso.

Mineradores de informação

As observações astronômicas no espaço são realizadas usando vários equipamentos instalados em naves espaciais e satélites em órbita. Muitos estudos dessa natureza são realizados sobre a inestimável contribuição dos telescópios ópticos lançados várias vezes no último século. O famoso Hubble se destaca entre eles. Para o leigo, é principalmente uma fonte de imagens fotográficas incrivelmente belas do espaço profundo. No entanto, isso não é tudo o que ele "pode ​​fazer". Com sua ajuda, foi obtida uma grande quantidade de informações sobre a estrutura de muitos objetos, os padrões de seu "comportamento". O Hubble e outros telescópios são uma fonte inestimável de dados necessários para a astronomia teórica, trabalhando nos problemas do desenvolvimento do universo.

As observações astronômicas - terrestres e espaciais - são as únicas para a ciência dos corpos celestes e fenômenos. Sem eles, os cientistas só poderiam desenvolver várias teorias sem poder compará-las com a realidade.

A astronomia é uma ciência que estuda os objetos celestes e o Universo em que vivemos.

Observação 1

Como a astronomia como ciência não tem a oportunidade de realizar um experimento, a principal fonte de informação é a informação que os pesquisadores recebem durante a observação.

A este respeito, um campo chamado astronomia observacional é destacado na astronomia.

A essência da astronomia observacional é obter as informações necessárias sobre objetos no espaço usando instrumentos como telescópios e outros equipamentos.

Observações em astronomia permitem, em particular, rastrear padrões nas propriedades de certos objetos em estudo. Os resultados obtidos do estudo de alguns objetos podem ser estendidos a outros objetos com propriedades semelhantes.

Seções de astronomia observacional

Na astronomia observacional, a divisão em seções está associada à divisão do espectro eletromagnético em faixas.

Astronomia óptica - contribui para observações na parte visível do espectro. Ao mesmo tempo, espelhos, lentes e detectores de estado sólido são usados ​​em dispositivos de observação.

Observação 2

Neste caso, a região de radiação visível fica no meio do alcance das ondas estudadas. O comprimento de onda da radiação visível está na faixa de 400 nm a 700 nm.

A astronomia infravermelha é baseada na busca e estudo da radiação infravermelha. Neste caso, o comprimento de onda excede o valor limite para observações com detectores de silício: cerca de 1 μm. Para estudar os objetos selecionados nesta parte do intervalo, os pesquisadores usam principalmente telescópios - refletores.

A radioastronomia é baseada em observações de radiação com comprimento de onda de milímetros a dezenas de milímetros. Pelo princípio de seu funcionamento, os receptores que utilizam a emissão de rádio são comparáveis ​​aos receptores que são usados ​​na transmissão de programas de rádio. No entanto, os receptores de rádio são mais sensíveis.

A astronomia de raios X, a astronomia de raios gama e a astronomia ultravioleta estão incluídas na astronomia de alta energia.

Métodos de observação em astronomia

A obtenção dos dados desejados é possível quando os astrônomos registram a radiação eletromagnética. Além disso, os pesquisadores realizam observações de neutrinos, raios cósmicos ou ondas gravitacionais.

A astronomia óptica e de rádio usa observatórios terrestres em suas atividades. A razão para isso é que nos comprimentos de onda dessas faixas, a atmosfera do nosso planeta tem uma relativa transparência.

Os observatórios estão localizados principalmente em altitudes elevadas. Isso se deve à redução na absorção e distorção que a atmosfera cria.

Observação 3

Observe que várias ondas infravermelhas são significativamente absorvidas pelas moléculas de água. Por causa disso, os observatórios são frequentemente construídos em locais secos, em grandes altitudes ou no espaço.

Balões ou observatórios espaciais são usados ​​principalmente nas áreas de raios-x, raios gama e astronomia ultravioleta e, com poucas exceções, na astronomia de infravermelho distante. Ao mesmo tempo, observando os chuveiros de ar, você pode detectar a radiação gama que os criou. Observe que o estudo dos raios cósmicos é atualmente uma área em rápido desenvolvimento da ciência astronômica.

Objetos localizados próximos ao Sol e à Terra podem ser vistos e medidos quando observados contra o fundo de outros objetos. Tais observações foram usadas para construir modelos das órbitas dos planetas, bem como para determinar suas massas relativas e perturbações gravitacionais. O resultado foi a descoberta de Urano, Netuno e Plutão.

Radioastronomia - o desenvolvimento deste campo da astronomia foi o resultado da descoberta da emissão de rádio. O desenvolvimento posterior desta área levou à descoberta de um fenômeno como a radiação cósmica de fundo.

Astronomia de neutrinos - esta área da ciência astronômica usa detectores de neutrinos em seu arsenal, localizados principalmente no subsolo. As ferramentas de astronomia de neutrinos ajudam a obter informações sobre processos que os pesquisadores não podem observar com telescópios. Um exemplo são os processos que ocorrem no núcleo do nosso Sol.

Os receptores de ondas gravitacionais têm a capacidade de registrar traços de fenômenos como a colisão de objetos massivos como estrelas de nêutrons e buracos negros.

As naves espaciais automáticas são usadas ativamente em observações astronômicas dos planetas do sistema solar. A geologia e a meteorologia dos planetas estão sendo estudadas especialmente ativamente com a ajuda deles.

Condições para a realização de observações astronômicas.

Para uma melhor observação de objetos astronômicos, as seguintes condições são importantes:

1. A pesquisa é realizada principalmente na parte visível do espectro usando telescópios ópticos.
2. As observações são realizadas principalmente à noite, pois a qualidade dos dados obtidos pelos pesquisadores depende da transparência do ar e das condições de visibilidade. Por sua vez, as condições de visibilidade dependem da turbulência e da presença de fluxos de calor no ar.
3. A ausência de lua cheia dá uma vantagem na observação de objetos astronômicos. Se a lua cheia estiver no céu, isso fornecerá iluminação adicional e complicará a observação de objetos fracos.
4. Para um telescópio óptico, o local mais adequado para observação é o espaço aberto. No espaço sideral, é possível fazer observações que não dependem dos caprichos da atmosfera, por falta de tal no espaço. A desvantagem desse método de observação é o alto custo financeiro de tais estudos.

Depois do espaço, o local mais adequado para observar o espaço exterior são os picos das montanhas. Os picos das montanhas possuem um grande número de dias sem nuvens e possuem condições de visibilidade de qualidade associadas a uma boa qualidade atmosférica.

Exemplo 1

Um exemplo de tais observatórios são os picos das montanhas das ilhas de Mauna Kea e La Palma.

O nível de escuridão à noite também desempenha um grande papel nas observações astronômicas. A iluminação artificial criada pela atividade humana interfere na observação de alta qualidade de objetos astronômicos fracos. No entanto, o uso de plafonds em torno de postes de iluminação ajuda a resolver o problema. Como resultado, a quantidade de luz que atinge a superfície da Terra aumenta e a radiação direcionada para o céu diminui.

5. A influência da atmosfera na qualidade das observações pode ser grande. Para obter uma imagem melhor, são usados ​​telescópios com correção adicional de desfoque de imagem. Para melhorar a qualidade, óptica adaptativa, interferometria de speckle, síntese de abertura ou colocação de telescópios no espaço também são usados.