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 optické
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, také interferometr
• optika R-Ch, altazimut
• https://en.wikipedia.org/wiki/Ritchey%E2%80%93Chr%C3%A9ti
en_telescope#/media/File:Diagram_Reflector_RitcheyChretien.s
vg
• https://www.eso.org/public/czechrepublic/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. 2009
• 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://www.youtube.com/watch?v=r
2i6RRZtx7E&t=3s
• https://en.wikipedia.org/wiki/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://www.youtube.com/wa
tch?v=JH3H3fXduVI&t=2s
• https://obs.carnegiescience.
edu/Magellan
velké dalekohledy aktuálně
https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_largest_optical_reflecting_telescopes
observatoře na oběžné dráze
• IRAS
• ISO
• Spitzer Space Telescope
• HST
• Chandra
• Compton
• JWST
• 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
aktivní optické systémy
• Spodní strana
zrcadla dalekohledu
NTT na La Silla, na
které je patrná
elektronika aktivní
optiky
aktivní optické systémy
• Segmentové zrcadlo dalekohledu SALT (South African Large
Telescope, Sutherland), na kterém je vidět různá kvalita
odrazové plochy, vpravo je pak držák jednotlivého segmentu
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, prosinec 2021.[24]
Quo vadis, pozorovací astronomie?
• https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_
proposed_space_observatories
jakpak je dnes u nás doma?
• ondřejovský Perkův dalekohled (2 m) - 65,5 kiloočí
• KLENOT, 1,06 m - 17,5 kiloočí
• dalekohled MU Brno ve Ždánicích
• 2007 jsme se stali členy ESO !!!
• La Silla 1,54 m "Dánský dalekohled„
• Český dalekohled E152 na La Silla v Chile
detektory
• 1887 astrofotografie
• 1940 speciální emulze pro
spektroskopii (Kodak)
• 1930 použití fotoel. článků
• 1940 fotonásobiče
• 1990 CCD
získání pozorovacího času
• pozorovací režimy
– pozorování astronomem přímo na místě
– vzdálené pozorování
– pozorování prováděné profesionální obsluhou dalekohledu (plánování
systémem „fronta“)
– robotické dalekohledy (ASAS a jiné)
https://lco.global/
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 ...