چه عواملی در کیفیت تصویر تلسکوپ تاثیرگذارند ؟
23 اسفند ماه 1387 (مطلب شماره 72)
علاده بر اینکه تلسکوپ های عظیم، تصویری روشن تر از جسم مورد نظر به دست میدهند، برتری دیگری نیز دارند : تصویر آنها بسیار زنده و دارای جزئیات بالاست. کمیتی به نام توان تفکیک زاویه ای، میزان کیفیت یک تصویر تلسکوپی را مشخص می سازد بطوریکه توان تفکیک زاویه ای پایین، تصویری بی کیفیت و توان تفکیک زاویه ای بالا، تصویری زنده و با کیفیت را به دست می دهد.
قرص Seeing در اطراف یک ستاره معمولی حاصل روی هم انداختن 50000 تصویر؛ قطر این دیسک، 0.9 ثانیه قوس می باشد؛ منبع : دایره المعارف ویکی پدیا
برای مشخص نمودن توان تفکیک زاویه ای یک تلسکوپ، بایستی دو ستاره آنچنان نزدیک به یکدیگر را یافت که قابل تفکیک از یکدیگر باشند. زاویه مابین این دوستاره در تصویر حاصل از تلسکوپ، توان تفکیک زاویه ای را مشخص می کند؛ هر چه این زاویه کوچکتر باشد جزئیات دقیق تری از تصویر را می توان مشاهده نمود. زمانی که برای تست بینایی به مجموعه ای از اشکال E مانند چشم دوخته و به سوالات پزشک پاسخ می دهید، در واقع این توان تفکیک زاویه ای چشم شماست که در حال محاسبه است. اگرچنانچه نتیجه آزمایش 20 از 20 شد، آنگاه توان تفکیک چشم شما 1 دقیقه قوس است (هر درجه از یک زاویه به 60 قسمت که دقیقه نام دارد تقسیم شده و هر دقیقه نیز به 60 ثانیه قوس تقسیم بندی می شود؛ بنابراین هر ثانیه قوس 1/360 یک درجه است). به همین دلیل است که با چشم غیر مسلح، دو ستاره ای که به میزان یک دقیقه قوس با یکدیگر اختلاف زاویه ای دارند را نمی توان تفکیک کرد و بنابراین آنها را بصورت یک ستاره منفرد خواهیم دید. تمامی عوارض سطحی ماه و نیز جزئیات سیارات، کمتر از 1 دقیقه قوس هستند و بنابراین با چشم غیرمسلح نمی توان آنها را تشخیص داد.
یکی از عواملی که در کاهش توان تفکیک زاویه ای یک تلسکوپ تاثیرگذار است، پراش (پراکندگی) نور است که تمایل نور به پخش شدن، در صورت قرارگیری در محیط های کوچکی مانند آینه اولیه تلسکوپ های بازتابی کوچک است (مطلب شماره 41). این اتفاق را می توان مشابه همان حالتی دانست که اگرچنانچه انگشتمان را در مسیر خروج آب در یک شیلنگ آب قرار دهیم، ذرات آب به اطراف پراکنده می شوند. در نتیجه پراش نور، در اطراف جسمی که درون تلسکوپ دیده می شود، هاله نوری تشکیل شده و در نتیجه توان تفکیک تلسکوپ را کاهش می دهد. میزان این کاهش توان، با قطر دهانه تلسکوپ رابطه معکوس دارد، بنابراین در تلسکوپ های عظیم که بیشتر به منظور مشاهده دقیقتر کیهان طراحی و ساخته می شوند، اثر پراش قابل چشم پوشی است.
مورد دیگری که ستاره شناسان بیشتر از آن رنج می برند و توان تفکیک تلسکوپ ها را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد، آشفتگی های جوی زمین است؛ معیاری که Seeing (قوه دید) نامیده می شود و در نتیجه آن تصویر ستارگان محو می شود. اگرچنانچه در نوردهی های طولانی مدت میزان این محوشدگی ها که با گذشت زمان دچار افت و خیز می شوند را ثبت کنیم، میزان حداکثر قوه دید، بصورت قرص نورانی (که از قطر اصلی ستاره بزرگتر است) ثبت می شود که به آن قرص seeing می گویند و برای هر مکان در زمین قطر این قرص متغیر است. برای مثال قطر چنین قرصی در قله کوه موناکی در جزیره هاوایی که یکی از نادرترین نقاط جهان برای رصد آسمان به شمار می رود؛ تنها نیم ثانیه قوس است که برای تلسکوپ های بزرگ بسیار مطلوب است (مطلب شماره 15). به همین دلیل است که تنها در اطراف قله تنها یک کوه، تعداد 12 رصدخانه عظیم تحقیقاتی از جمله تلسکوپ های دوقلوی کک که تا مدت طولانی رکورد بزرگترین تلسکوپ های جهان را در دست داشتند احداث شده است.
درباره روش های مقابله با چنین مشکلاتی، ستاره شناسان تدابیر قابل توجهی را به کار بسته اند که در نتیجه پیشرفت های تکنولوژیکی بشر است، در رابطه با این متدها، در روزهای آینده بیشتر خواهیم گفت.
منبع : Universe; R. A. Freedman & W. J. Kaufmann III; 8th edition
***