Was sehen Astronomen durch Teleskope?
Wenn wir astronomische Objekte wie Sterne und Galaxien betrachten,
Adam Evans — M31, die Andromeda-Galaxie (jetzt mit H-Alpha) Hochgeladen von NotFromUtrecht
Vor 1 Million Jahren aufgehört zu existieren,Es würde nicht lange dauern, bis die Erdbewohner davon erfahren würden. Wenn die Erdbewohner die Galaxie so sehen wollen, wie sie jetzt ist, müssen sie abwarten und 2,5 Millionen Jahre in die Zukunft blicken.
Wie ist Licht?
Sichtbares Licht ist Licht, das wahrgenommen wirdMenschliche Augen gibt es in verschiedenen Farben. Seine Farbe wird durch die Wellenlänge bestimmt – von 400 bis 700 nm, was Farben von Violett bis Rot entspricht. Elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen kürzer als 400 nm oder länger als 700 nm umgibt den Menschen überall, sie ist nur nicht sichtbar. Die gesamte Bandbreite der elektromagnetischen Strahlung bzw. des elektromagnetischen Spektrums ist in der folgenden Abbildung dargestellt.
Generell ist die Vielfalt elektromagnetischer Wellen so groß, dass Menschen als fast blind gelten können. Dies fällt besonders auf, wenn Sie das sichtbare Spektrum mit allem anderen vergleichen.
Sichtbares Licht ist ein Teil des elektromagnetischen Spektrums, das von Gammastrahlen bei sehr kurzen Wellenlängen bis hin zu sehr langen Radiowellen reicht.
Wie leuchten die Sterne eigentlich im Licht?
Wie die Sonne strahlt jeder Stern Licht ausin einem breiten Wellenlängenbereich, im gesamten sichtbaren Spektrum und sogar darüber hinaus. Astronomen können viel lernen, indem sie die Details des Lichtspektrums eines Sterns untersuchen.
Einige sehr heiße Sterne strahlen Licht ausim ultravioletten Wellenlängenbereich (hauptsächlich), während einige sehr kühle Sterne im Infrarotbereich liegen. Es gibt sehr heiße Objekte, die Röntgenstrahlen und sogar Gammastrahlen aussenden. Licht von den schwächsten und am weitesten entfernten Objekten hat die Form von Radiowellen. Tatsächlich sind viele der Objekte, die heute für Astronomen am interessantesten sind, nicht einmal mit bloßem Auge zu erkennen. Wissenschaftler verwenden Teleskope, um schwaches Licht von entfernten Objekten zu erkennen und Objekte mit Wellenlängen im gesamten elektromagnetischen Spektrum zu sehen. Es gibt verschiedene Arten von Teleskopen für unterschiedliche Zwecke. Die gleichen Weltraumobjekte können darin unterschiedlich aussehen.
Welche Arten von Teleskopen gibt es?
Optische Teleskope und sichtbares Licht
Menschen produzieren und verwenden Linsen fürZunahme der Objekte über Jahrtausende. Die ersten echten Teleskope tauchten jedoch Ende des 16. Jahrhunderts in Europa auf. Sie verwendeten eine Kombination aus zwei Linsen, um entfernte Objekte näher und größer erscheinen zu lassen. Der Begriff „Teleskop“ selbst wurde vom italienischen Wissenschaftler und Mathematiker Galileo Galilei eingeführt. Er baute 1608 das erste Teleskop und nahm anschließend viele Verbesserungen an seinem Design vor.
Teleskope basierend auf Brechung oderDie Lichtbeugung durch Linsen wird Brechungsteleskope oder einfach Refraktoren genannt. Alle ersten Teleskope, auch das Galileo-Teleskop, waren Refraktoren. Viele der kleinen Teleskope, die heute von Amateurastronomen verwendet werden, sind Refraktoren. Sie eignen sich besonders gut zur Beobachtung von Objekten im Sonnensystem – der Mondoberfläche oder den Saturnringen.
Das größte refraktive Teleskop der Welt befindet sich am Yerkes Observatory der University of Chicago in Wisconsin und wurde 1897 gebaut. Der Durchmesser seiner größten Linse beträgt 102 cm.
Radioteleskope
Die größten optischen Teleskope der WeltSie sind Reflektoren und sammeln sichtbares Licht. Und die größten Teleskope der Welt sind darauf ausgelegt, Radiowellen zu sammeln – Licht mit längeren Wellenlängen. Solche Radioteleskope sind Satellitenschüsseln sehr ähnlich.
Das größte Teleskop der Welt wurde geortetam Arecibo-Observatorium in Puerto Rico, bevor es letztes Jahr einstürzte. Es befand sich in einem natürlichen Erdloch, das entstand, als unter der Erde fließendes Wasser Kalkstein auflöste. Da das Teleskop am Boden installiert war, konnte es nicht auf verschiedene Teile des Himmels ausgerichtet werden. Er beobachtet nur den Teil des Himmels, der sich gerade über ihm befindet.
Andromeda-Galaxie in einem Radioteleskop
Jetzt in Chile auf dem Berg ArmazonesEs entsteht ein astronomisches Observatorium, dessen Hauptinstrument das Extremely Large Telescope mit einem Segmentspiegel mit einem Durchmesser von 39,3 m sein wird. Es besteht aus 798 sechseckigen Segmenten mit einem Durchmesser von jeweils 1,4 Metern.
Mit dem Spiegel können Sie 15-mal mehr Licht sammeln,als jedes der heute existierenden Teleskope. Das Teleskop wird mit einem einzigartigen adaptiven optischen System aus 5 Spiegeln ausgestattet sein, das die Turbulenzen der Erdatmosphäre ausgleichen kann und Bilder mit einem höheren Detailgrad als das Hubble Orbital Telescope ermöglicht.
Swinburne Astronomy Productions/ESO — ESO
Der größte Cluster von Radioteleskopen - VLA(Very Large Array, Very Large Antenna Array) - befindet sich im Bundesstaat New Mexico (USA). Dies sind 27 Radioteleskope, die als einzelne Multivibrator-Komplexantenne (Antennen-Array) arbeiten. Die Antennen von Radioteleskopen haben einen Durchmesser von 25 Metern.
Weltraumteleskope: Die großen Observatorien der NASA
Alle Teleskope auf der Erde haben einesEine wesentliche Einschränkung: Die von ihnen gesammelte elektromagnetische Strahlung durchdringt die Atmosphäre des Planeten. Die Atmosphäre blockiert einen Teil der Strahlung im infraroten Teil des Spektrums und fast die gesamte Strahlung im ultravioletten und höheren Frequenzbereich. Darüber hinaus verzerrt Bewegung in der Atmosphäre das Licht. Aufgrund dieser Verzerrung funkeln Sterne am Nachthimmel.
Andromeda im UV-Licht
Um diese Probleme zu minimieren, vieleObservatorien werden in höheren Lagen gebaut, wo über dem Teleskop weniger Atmosphäre herrscht. Die beste Lösung ist jedoch der Einsatz von Weltraumteleskopen, die außerhalb der Erdatmosphäre im Weltraum kreisen. Sie sind mit Instrumenten zur Beobachtung von Objekten ausgestattet, die verschiedene Arten elektromagnetischer Strahlung aussenden – sichtbares, infrarotes oder ultraviolettes Licht; sowie Röntgen- und Gammastrahlung.
Schneckennebel im Infrarotlicht
Ingenieure und Wissenschaftler der NASA haben vier große Observatorien geschaffen und in die Erdumlaufbahn gebracht, um das Universum in verschiedenen Bändern des elektromagnetischen Spektrums zu beobachten.
Das Hubble-Weltraumteleskop ist möglicherweise das...berühmtes Weltraumteleskop. Es umkreist die Erde in einer Höhe von 589 km und sammelt Daten im sichtbaren, infraroten und ultravioletten Wellenlängenbereich.
Um die Gammastrahlen des Universums zu untersuchen, hat die NASA geschaffenCompton Gamma Ray Observatory. Es ist nach dem Hubble-Teleskop das zweite der „Großen Observatorien“ der NASA. Das Observatorium ist nach Arthur Compton, Nobelpreisträger für Physik, benannt. Es wurde 1991 mit der Raumfähre Atlantis gestartet und das Observatorium war bis zum 4. Juni 2000 in Betrieb.
Helixnebel im UV-Licht
Die Teleskope des Chandra-Röntgenobservatoriums verwenden spezielle Optiken, um entfernte Objekte im Röntgenspektrum zu beobachten. Es wurde 1999 ins Leben gerufen.
Der Helixnebel im Röntgenlicht
Der letzte der vier „Großen“Observatorien" - das Spitzer-Weltraum-Infrarot-Teleskop. Es wurde am 25. August 2003 in die Umlaufbahn gebracht. Zum Zeitpunkt seines Starts war Spitzer das größte Infrarot-Teleskop der Welt. Im Jahr 2009 ging der Kühlmittelvorrat zur Neige, das Teleskop blieb jedoch teilweise betriebsbereit. Am 30. Januar 2020 wurde die Mission abgeschlossen und die wissenschaftliche Ausrüstung in den Ruhezustand versetzt.
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