praktická astronomie
dalekohledy, montáže, velké dalekohledy
aktivní a adaptivní optické systémy
detektory záření
získání pozorovacího času
cvičení
praktická astronomie „pro radost“ I
(včetně kritického komentáře)
dalekohledy
• proč nezkoumáme vesmír jen pouhýma očima?
• dalekohledy soustředí záření z větší plochy
• umožní lepší úhlové rozlišení
• nejen světlo
• dávají možnost detektorem získat trvalý záznam
• dnes je přesnější mluvit o „pozorovacích systémech“,
které jsou složeny z několika částí:
– dalekohled (reflektor, refraktor, katadioptrický d.)
– měřící zařízení (fotoaparát, kamera, spektrograf ...)
– detektor (oko, fot. emulze, fotonásobič, CCD)
dalekohledy
• dalekohled se skládá z hlavního optického
prvku – tzv. objektivu, který vytváří obraz v
ohniskové rovině (ohnisková vzdálenost)
• obraz si lze (mimo jiné) prohlížet jiným
optickým prvkem – okulárem (lupa)
• obecně pak jde vždy o:
– zobrazování
– fotometrie – měření vlastností záření
dalekohled
• charakteristiky
– průměr hlavního objektivu (vstupní pupily) D
– ohnisková vzdálenost f
– světelnost = f/D
– zvětšení fobj / fokul
– velikost zorného pole
dalekohledy
• mezní hvězdná velikost
• průměry jsou v metrech, předp. d=0,008 m a
ztrátu světla v opt. soustavě cca 0,5 mag
2
2
d
D
J
J
O
D
= 2
2
d
D
F
F
O
D
=
)/(log5)/(log5,2 1010 dDFFmm ODOD −=−=−
)/(log56 10lim dDm +=
Dm 10lim log55,16 +
Dm 10lim log516 +
dalekohledy
• úhlové rozlišení
ani bodový zdroj se nezobrazí jako bod, ale
jako kruhový difrakční obraz – tzv. Airyho disk
• tak je dáno maximální úhlové rozlišení
dalekohledu (difrakční limit)
• SW lze tuto hranici překonat
• seeing bývá větší
D


22,1
=
dalekohled
dalekohledy
• refraktor
dalekohledy
• reflektor
další varianty
vady optiky
• velmi dobře zpracovaný text o vadách
optiky je zde
• kvalita optických přístrojů
montáže
• azimutální montáž
– stativ s vidlicí
– Dobsonova montáž
• azimutální montáže u velkých
dalekohledů převažují
• paralaktická montáž
– německá montáž, hmotnost
tubusu je kompenzována
protizávažím
– vidlicová paralaktická
montáž, tubus dalekohledu je
držen v těžišti jednou či
dvěma vidlicemi
montáže
historická mezihra
historická mezihra
• refraktory dosáhly limitujícího rozměru
• rozvoj reflektorů na bázi monolitického
skleněného primárního zrcadla
• Mt. Palomar, Haleův reflektor
• Zelenčukskaja, BTA
• následuje technologický zlom, použití
tenkých nebo segmentovaných primárních
zrcadel
• průměr primárního zrcadla není vše,
rozhoduje detektor
historická mezihra
• observatoře na oběžné dráze, HST
• průměr ani detektor nejsou vše, rozhoduje
adaptivní optika
• pozemské observatoře opět mohou
konkurovat těm kosmickým
• vývoj pokračuje trendem, že na každý
astronomický problém je potřeba zvolit ten
správný pozorovací prostředek
Kolik očí máte pod tubusem, pane?
• netradiční jednotka nám může nahradit
informaci o průměru dalekohledu
• Galileo 25 očí
• Yerkes 16 kiloočí
• lord Rosse 52 kiloočí
• Mt. Wilson 100 kiloočí
• Mt. Palomar 400 kiloočí
• HST 90 kiloočí
top 10
• Very Large Telescope
• 4x 8,2 m - 4,2 megaočí
• ESO, Cerro Paranal
• pracují od r. 2001, nyní i jako
interferometr
• optika R-Ch, altazimut
• https://www.eso.org/public/czechrepubli
c/teles-instr/paranal-observatory/vlt/
top 10
• Keckovy dalekohledy
• 2x 9,82 m - 3,06 megaočí
• Caltech, Mauna Kea
• 1991, 1996
• optika R-Ch, 36 hexagon.
segmentů, altazimut, 300 t
• https://keckobservatory.org/
top 10
• Large Binocular
Telescope
• 2 x 8,4 m - 2,2 megaočí
• 12 partnerů USA, Itálie,
SRN, Mt. Graham
• dokončení r. 2008
• optika Cass, altazimut,
350 t
• https://www.lbto.org/
top 10
• Gran Telescopio Canarias
• 10,4 m - 1,7 megaočí
• Španělsko a partneři, La
Palma, Kanárské ostrovy
• dokončení r. 2006
• optika R-Ch, altazimut,
obdoba Keckova dal., 36
hexagonálních segmentů o
1,9 m
• http://www.gtc.iac.es/
top 10
• Hobby - Eberly Telescope
• 9,1 m - 1,3 megaočí
• 5 univerzit USA, SRN, Mount
Fowlkes, Texas
• dokončení r. 1997
• sférický tvar, pouze azimut,
výška je fixní 55 st., 100 t
• https://mcdonaldobservatory.or
g/research/telescopes/HET
top 10
• Southern African Large
Telescope
• cca 10 m - 1,5 megaočí
• dvojče HET, Sutherland,
JAR
• dokončení r. 2005
• sférický tvar, pouze
azimut, výška je fixní 55
st., 100 t
• https://www.salt.ac.za/
top 10
• Subaru
• 8,2 m - 1,05 megaočí
• Japonsko, Mauna Kea
• dokončení r. 1999
• optika R-Ch, altazimut,
hmotnost 500 tun, budova
rotuje s dalekohledem
• https://en.wikipedia.org/wi
ki/Subaru_Telescope
top 10
• Gemini (sever)
• 8,1 m - 1,02 megaočí
• Mauna Kea
• dokončení r. 2000
• optika R-Ch, altazimut,
hmotnost 342 t
• http://www.gemini.edu/
top 10
• Gemini (jih)
• 8,1 m - 1,02 megaočí
• USA, GB, Kanada, Chile,
Austrálie, Argentina,
Brazílie, spravuje AURA,
Cerro Pachón
• dokončení r. 2001
• optika R-Ch, altazimut,
hmotnost 342 t
• http://www.gemini.edu/
top 10
• Magellan
• 2 x 6,5 m - 1,3 megaočí
• USA, Las Campanas,
Chile
• dokončení r. 2002
• optika Cass, altazimut,
hmotnost 130 t
• https://obs.carnegiescie
nce.edu/Magellan
velké dalekohledy aktuálně
https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_largest_opti
cal_reflecting_telescopes
observatoře na oběžné dráze
• IRAS
• ISO
• Spitzer Space Telescope (formerly
SIRTF, the Space Infrared Telescope
Facility)
• HST
• Chandra
• Compton
• cenová rozvaha
• HST x pozemní dal.
aktivní a adaptivní optické systémy
• aktivní – systémy „inteligentních podpěr“
tenkého primárního zrcadla, jehož tvar je
neustále korigován
• adaptivní – snaha o odstranění vlivu
atmosféry na pozorování
adaptivní optika
• idea z 50. let, poprvé
užito na konci 80. let na
3,6 m ESO
• odtajnění vojenských
technologií 1991
• AO musí zjistit všechna
zkreslení v každém
okamžiku a vložit
zkreslení „opačná“
• snazší v IR oblasti
adaptivní optika
• metoda fixace vlnoplochy, jen
pro jasné hvězdy v zorném
poli
• metoda umělé hvězdy
• systém měření zakřivení
vlnoplochy
• metoda atmosférické
tomografie
• neuvěřitelné nároky na
výpočetní techniku
moderní projekty
• projekty „přehlídkového“ typu
• Visible and Infrared Survey Telescope for
Astronomy – VISTA
https://en.wikipedia.org/wiki/VISTA_(telescope)
• Large Sky Area Multi-Object Spectroscopic
Telescope – LAMOST https://en.wikipedia.org/wiki/LAMOST
trocha futurologie
gigantické projekty
• European Extremely Large Telescope 39,3 m, snad
2024.[21]
• Thirty Meter Telescope 30 m, od 2027.[22]
• Giant Magellan Telescope sedm 8,4 m zrcadel na jedné
montáži, rozlišení jako 24,5 m a ekvivalent 21,4 m
jednolitého, snad 2029.[23]
trocha futurologie
gigantické projekty
• Vera C. Rubin Observatory 8,4 m, plný provoz 2022
• San Pedro Martir Telescope 6.5 m, snad 2023.[25]
• Magdalena Ridge Observatory Telescope Array optický
interferometr, 10 dalekohledů, každý 1,4 m (ekvivalent
4,4 m zrcadlu)
oběžná dráha
• James Webb Space Telescope 6,5 m,
snad v říjnu 2021.[24]
Quo vadis, pozorovací astronomie?
• https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_propos
ed_space_observatories
jakpak je dnes u nás doma?
• Perkův 2 m - 65,5 kiloočí
• KLENOT, 1,06 m - 17,5 kiloočí
• 2007 jsme se stali členy ESO !!!
• La Silla 1,54 m "Dánský dalekohled"
detektory
• 1887 astrofotografie
• 1940 speciální
emulze pro
spektroskopii (Kodak)
• 1930 použití fotoel.
článků
• 1940 fotonásobiče
• 1990 CCD
získání pozorovacího času
• neexistuje žádný „zázračný návod“
• pozorovací režimy
– pozorování astronomem přímo na místě
– vzdálené pozorování
– pozorování prováděné profesionální obsluhou
dalekohledu (plánování systémem „fronta“)
– robotické dalekohledy (ASAS a jiné)
https://en.wikipedia.org/wiki/Robotic_telescope
http://www.astro.physik.uni-
goettingen.de/~hessman/MONET/links.html
praktická astronomie „pro radost“ I
(včetně kritického komentáře)
• technika a praxe Hollanův rádce , texty
Pavla Cagaše Jak kupovat dalekohled a
Jak používat dalekohled
• pozorování - seriál V ohnisku
– slunečních skvrn
– zatmění Slunce
– Měsíce
– zákrytů hvězd
– planetek
– planet
… game is over ...