ASTRONOMICKÉ�PRÍSTROJE
Niektoré hviezdy sú pri pozorovaní zo Zeme jasnejšie, niektoré slabšie, to si všimneme veľmi ľahko. Astronómovia na to používajú termín zdanlivej hviezdnej veľkosti. Túto charakteristiku hviezd zaviedol pred dvetisíc rokmi starogrécky astronóm Hipparchos. ��
Najjasnejšie nazval hviezdami prvej veľkosti, o niečo slabšie – hviezdami druhej veľkosti a tak ďalej až po najslabšie – šiestej veľkosti.��Neskôr sa dohodlo, že tok svetelnej energie od hviezd prvej veľkosti je 2,512 krát väčší ako od hviezd druhej veľkosti a 2,512 . 2,512 -krát väčší ako od hviezd tretej veľkosti... Hviezdne veľkosti označujeme latinským písmenom m - magnitúda.
V 16. storočí hviezdy v súhvezdiach označili gréckymi písmenami v poradí zmenšovania jasnosti: najjasnejšia hviezda v súhvezdí – α (alfa), nasledujúca hviezda podľa jasnosti – β (beta), potom – γ (gama) atď. Túto tradíciu v roku 1603 zaviedol astronóm Johann Bayer.
Vzdialenosti v astronómii:��* astronomická jednotka / astronomical unit (AU) – �stredná vzdialenosť Zem-Slnko�1 AU = 149 597 892 km��* svetelný rok / light year (ly)�vzdialenosť, ktorú prejde svetlo za jeden pozemský rok�1 ly = 63 241 AU = 9 461 000 000 000 km��* parsek / paralax second (pc)�vzdialenosť, z ktorej sa javí veľká polos zemskej dráhy pod uhlom 1“�1 pc = 3,2616 ly = 206 264, 806 AU = 30 860 000 000 000 km�
Kozmické rýchlosti:��1. kozmická rýchlosť (kruhová rýchlosť): 7,9 km/s – �teleso sa stane umelou družicou Zeme, obieha po kruhovej dráhe��2. kozmická rýchlosť (parabolická rýchlosť): 11,2 km/s – �na prekonanie príťažlivosti Zeme a odlet k iným planétam��3. kozmická rýchlosť: 16,7 km/s – �na prekročenie hraníc slnečnej sústavy a odlet ku hviezdam
Astronomické pozorovanie je základným zdrojom informácií o objektoch a javoch, ktoré sa dejú vo vesmíre. Na vykonávanie pozorovaní boli vybudované špeciálne vedecko-výskumné zariadenia – astronomické observatóriá.�
Na Slovensku sú najvýznamnejšie tieto:
- Astronomické observatórium SAV v Tatranskej Lomnici (Lomnický štít, Skalnaté pleso a Stará Lesná)
- Astronomické observatórium Univerzity Komenského BA (Modra-Piesky)
- Slovenská ústredná hvezdáreň Hurbanovo
Hurbanovo
Skalnaté Pleso
Na výskum žiarenia kozmických objektov sa v astronómii využívajú ďalekohľady.
Ďalekohľad zväčšuje zorný uhol, pod ktorým vidíme objekty na oblohe a zbiera omnoho viac svetla prichádzajúceho od vesmírneho objektu ako ľudské oko. Objektív ďalekohľadu je veľká umelá zrenica. Čím väčšia plocha objektívu, tým slabšie zdroje možno nájsť pomocou tohto ďalekohľadu.��Teleskopy môžu byť:�* optické�* rádioteleskopy�* röntgenové�* gama-teleskopy
Základná schéma ďalekohľadu je objektív a okulár.�
Základné charakteristiky:��– Ohnisková vzdialenosť = �vzdialenosť od šošovky/zrkadla po obraz.�
– Zväčšenie = �pomer ohniskových vzdialeností objektívu a okuláru.��– Rozlišovacia schopnosť = �najmenší uhol medzi dvoma hviezdami, pri ktorom v danom ďalekohľade vidno dva oddelené obrazy. Je vyjadrená v radiánoch, nepriamo úmerná priemeru objektívu a priamo úmerná vlnovej dĺžke elektromagnetických vĺn prijímaných ďalekohľadom.�
– Aberácie = �chyby zobrazenia spôsobené objektívom ďalekohľadu.
Typy optických ďalekohľadov:�* refraktor – využíva šošovku �* reflektor – využíva zrkadlo
refraktor
reflektor
Namiesto šošovky v objektíve umiestňuje na koniec tubusu parabolické zrkadlo.
V hornej polovici tubusu bolo pod 45° uhlom umiestnené malé zrkadielko, ktoré sústredené lúče odrážalo do okuláru na boku ďalekohľadu.
Do Newtonovho ďalekohľadu sa teda �nepozeráme zozadu, ale z boku.
Newtonov reflektor
Má taktiež parabolické zrkadlo na konci tubusu, ale �s dierou uprostred. Lúče odrazené od zrkadla mieria na malé zrkadielko v tvare obrátenej paraboly, ktoré je umiestnené uprostred hornej časti tubusu. Odtiaľ sa zväzok lúčov odráža späť a dierou v hlavnom zrkadle prechádza k okuláru.
Cassegrainov reflektor
Ako okulár využíva rozptylku. Objektívom je spojka, ktorá má veľkú ohniskovú vzdialenosť. Obrazové ohnisko objektívu splýva s obrazovým ohniskom okuláru. Tento druh ďalekohľadu sa dnes už nepoužíva v astronómii, používa sa len ako divadelný ďalekohľad.
Galileiho refraktor
Ako okulár využíva spojku. Obidve šošovky (objektív aj okulár) majú spoločnú optickú os. Má veľkú ohniskovú vzdialenosť objektívu, pričom ohnisková vzdialenosť okuláru je malá. Pozorovaný obraz je prevrátený, no zväčšenie a zorné pole je väčšie ako pri Galileovom ďalekohľade. Všetky dnešné astronomické ďalekohľady sú Keplerove ďalekohľady, preto sa pre tento druh ďalekohľadu používa aj názov hvezdársky ďalekohľad.
Keplerov refraktor
Montáž ďalekohľadu je usporiadanie a orientácia osí ďalekohľadu. Ďalekohľad sa pohybuje okolo dvoch kolmých osí a podľa ich orientácie sa rozoznáva:��* azimutálna montáž �(hlavne pri malých prenosných ďalekohľadoch alebo rádioteleskopoch)�nastavuje sa azimut a okolo vodorovnej osi sa mení výška nad horizontom��* ekvatoriálna montáž �(zvislá os rovnobežná so zemskou osou)�nastavuje sa hodinový uhol a deklinácia.
Používa sa niekoľko druhov ekvatoriálnej montáže:�� * Nemecká montáž�Polárna os je upevnená na jednom pilieri. Deklinačná os má na jednom konci ďalekohľad a na druhom konci protizávažie, aby bol tubus ďalekohľadu približne vyvážený. Polárna os sa otáča pomocou hodinového stroja.�
* Anglická montáž�Oba konce polárnej osi sú zachytené na pilieroch.�� * Vidlicová/americká montáž
Najdokonalejšia montáž, odstránené všetky protizávažia. Polárna os je upevnená a na jednom konci má tvar vidlice. Ďalekohľad sa otáča na deklinačnej osi. Využíva sa len pri reflektoroch.
Galileo použil na svoje pozorovania šošovkový ďalekohľad - refraktor. Jan Hevelius doviedol refraktory do obrovských rozmerov a dosiahol lepšiu kvalitu obrazu. Najväčší z jeho teleskopov sa už nezmestil do jeho observatória, tubus meral 45 metrov.
Astronómovia našli riešenie problému. Namiesto šošoviek ako objektív použili zrkadlo - reflektory. Neveľké reflektory zhotovoval vo svojom domácom laboratóriu už Newton. Prvé veľké prístroje boli zostrojené na konci 18. storočia.
Galilei
Hevelius
Newton
Najznámejším výrobcom ďalekohľadov sa stal
William Herschel. Pomocou svojho ďalekohľadu �objavil 7. planétu slnečnej sústavy – Urán.�
Gigantické refraktory sa ukázali byť �nerozumnými. Tubusy sa prehýbali pod vlastnou �tiažou a v hrubých objektívoch sa pohlcovalo �priveľa svetla.
� V roku 1919 začali stavať na hore Mt. Wilson v Kalifornii ďalekohľad - reflektor s priemerom zrkadla 2,5 metra.�
��� V roku 1949 na Mt. Palomar už stál teleskop s priemerom zrkadla 5 metrov.�������V roku 1975 ho prekonal Boľšoj �teleskop azimutaľnyj s priemerom �zrkadla 6 metrov postavený na �Kaukaze.
Najmodernejšie teleskopy už nepoužívajú jednoliate zrkadlá, ale mozaiky z viacerých menších zrkadiel. Stavajú sa aj série ďalekohľadov vedľa seba využívajúce princíp interferometrie.�
������� Na hore Mauna Kea na Havajských ostrovoch je dvojica desaťmetrových Keckových teleskopov.
Na hore Cerro Paranal v Čile je štvorica 8,2 m ďalekohľadov Európskeho južného observatória ESO.�
������Na Slovensku je najväčší ďalekohľad Vihorlatskej hvezdárne v Humennom s priemerom zrkadla 1m inštalovaný na Astronomickom observatóriu na Kolonickom sedle.
V roku 1931 objavil americký vedec Karl Jansky rádiové žiarenie prichádzajúce z Mliečnej cesty.�
Dnes vieme, že rádiové vlny prichádzajú takmer od všetkých vesmírnych objektov včítane nášho Slnka. �
Rádioteleskopy sa skladajú z antény a citlivého rádioprijímača so zosilňovačom. Od väčšiny kozmických objektov dôjde ku Zemi len veľmi málo žiarenia. Na jeho príjem potrebujeme antény s plochou tisícok štvorcových metrov.
Najväčší rádioteleskop na svete — Very Large Array (VLA) — je postavený v Novom Mexiku (USA). Je zostavený z 27 pohyblivých 25 metrových parabolických antén.������� � Z nepohyblivých rádioteleskopov sú najväčšie RATAN 600 s priemerom 576 m v Rusku na Kaukaze a rádioteleskop s priemerom 300 m v kráteri Arecibo (Portoriko).
Hubblov vesmírny ďalekohľad je ďalekohľad na obežnej dráhe okolo Zeme. Na obežnú dráhu bol vynesený raketoplánom Discovery v roku 1990. Pretože je umiestnený mimo � zemskej atmosféry, získava ostrejšie obrázky veľmi slabých a matných objektov ako ďalekohľady na zemskom povrchu.
Hubblov nasledovník vesmírny ďalekohľad Jamesa Webba má vzlietnuť na obežnú dráhu v roku 2013. Napriek tomu ho �celkom nenahradí, pretože bude pozorovať v infračervenej oblasti spektra.
Herschelov vesmírny ďalekohľad
Je to infračervený ďalekohľad s priemerom primárneho �zrkadla 3,5 m.
Údaje zo zrkadla putujú do troch prístrojov:
HIFI - spektrometer s vysokým rozlíšením
PACS, SPIRE - fotometer a spektrometer
Mal by pracovať približne 3 roky s prípadným predĺžením o 1 rok. Na obežnú dráhu ho vypustila raketa Ariane 5 14. 5. 2009 z európskeho kozmodrómu Kourou vo Francúzskej Guyane.
Vesmírne sondy
Voyager I.
Štartovala 5.9.1977. Sonda s hmotnosťou 825 kg preletela okolo Jupitera 5.3.1979 nad vrchnou vrstvou mrakov planéty. Získala 18 000 snímok Jupitera a jeho mesiacov s obrovskou rozlišovacou schopnosťou. Sonda objavila Jupiterov prstenec,
sopečnú činnosť na mesiaci Io a polárne žiare na Jupiteri.
Najväčšie priblíženie k Saturnu nastalo 13.11.1980, keď sonda prešla pod rovinou prstencov planéty. Objavila ich detailnú štruktúru, povrchové útvary na mesiacoch a štruktúru mračien planéty. Po prelete okolo Saturna uniká Voyager I. zo slnečnej sústavy.
Vesmírne sondy
Voyager II.
Štartovala 20.8.1977. Do oblasti Jupitera sa sonda dostala 8.7.1979, prešla v minimálnej vzdialenosti od vrchných mračien Jupitera, urobila detailnejšie zábery Veľkej červenej škvrny, Jupiterovho prstenca a niektorých mesiacov. 27.8.1981 sa priblížila k Saturnu, 24.1.1986 preletela okolo Urána a objavila ďalšie jeho mesiace (celkovo 10). Popri Neptúne preletela 25.8.1989. Teraz postupne opúšťa Slnečnú sústavu.
Vesmírne sondy
Roku 1958 vypúšťa USA svoj prvý satelit �Explorer 1, roku 1959 aj ZSSR vypúšťa prvý �satelit Luna 1, ktorá obletela Mesiac, čo sa � podarilo Američanom � až vďaka sonde � Pioneer 4.
Roku 1962 sa americká sonda Mariner 2 stáva prvou sondou, ktorá dorazila na inú planétu – Venušu.
Roku 1965 je americký Mariner 4 prvou sondou, ktorá preletela okolo Marsu a zhotovila snímky jeho �povrchu.
Roku 1966 sovietska sonda Luna �uskutočnila prvé pristátie na Mesiaci, �a v tom istom roku sa to podarí aj �americkej sonde Surveyor 1.
Explorer 1
Luna 1
Mariner 2
Vesmírne sondy
Roku 1970 je sovietska sonda �Venera 7 prvou, ktorá pristáva na �inej planéte – Venuši.
Roku 1976 NASA uskutočňuje na �Marse pristátie sond Viking 1 a 2,� ktoré robia detailné snímky povrchu a odoberajú vzorky pôdy.
Roku 1997 sonda Pathfinder pristáva na Marse a vyloďuje Sojourner – prvé vozidlo na tejto planéte.
Roku 2000 sonda Near-Shoemaker ako �prvá obieha a mapuje planétku Eros, potom �na nej aj pristáva.
Viking 1
Pathfinder
Near-Shoemaker
Vesmírne sondy
Roku 2004 sonda Stardust �dorazila ku kométe Wild, �snímkuje jej jadro a zbiera �vzorky prachu pre návrat na �Zem.
Roku 2005 sonda Deep Impact dorazila ku kométe Tempel 1 a vypálila strelu do povrchu jadra kométy.
Stardust
Deep Impact
MEDZINÁRODNÁ VESMÍRNA STANICA �(International Space Station - ISS)
Spoločný projekt 16 krajín – USA, Rusko, Kanada, Japonsko, Brazília a 16 európskych štátov. Obieha Zem vo výške 402 km �nad povrchom a vypustená bola roku 2000.
Jej predchodcom bola ruská stanica Mir vypustená roku 1986, ktorá pracovala 15 rokov.
Už 31. 10. 2000 stanicu navštívila prvá stála posádka.
Pri prelete nad daným územím vyzerá ako veľmi jasný, neblikajúci pohybujúci sa bod s jasnosťou presahujúcou -3mag.
Dobývanie vesmíru
Celé vesmírne preteky mala za následok �Studená vojna medzi USA a Sovietskym �zväzom po 2. sv. vojne.
Prvou umelou družicou Zeme bol Sputnik 1 �vypustený ZSSR 4. septembra 1957.
O mesiac neskôr na palube Sputnika 2 je ako prvý „cestovateľ“ vo vesmíre pes Lajka.
Roku 1961 je prvým človekom vo vesmíre soviet Jurij Alexejevič Gagarin, ktorý raz obletel Zem �vo vesmírnej lodi Vostok 1.
Ešte v tom istom roku je prvým �Američanom vyslaným do �vesmíru Alan Shepherd v �kozmickom module Mercury.
Sputnik 1
Vostok 1
Jurij Gagarin
pristátie
vzlietanie
Dobývanie vesmíru
Roku 1962 je prvým Američanom, ktorý obletel �Zem (a to trikrát), John Glenn v lodi Mercury.
Roku 1963 sa prvou ženou vo vesmíre stala �sovietka Valentina Vladimirovna Tereškovová, �ktorá vo Vostoku 6 48-krát obletela Zem.
V marci 1965 sovietsky kozmonaut Alexej Leonov uskutočnil prvú „kozmickú prechádzku“, keď sa priviazaný ku kozmickej lodi Voschod 2 vznášal nad Sibírou.
V júni toho istého roku to zopakoval aj Američan Edward White.
Dobývanie vesmíru
20. Júla 1969 Apollo 11 pristáva s prvými ľuďmi na Mesiaci – Neilom Armstrongom a Edwinom Aldrinom.