Астрономия

Содержание раздела

Как работают астрономы

Наблюдения в телескоп

Темная ночь. Высоко в небе сияют звезды, и при их слабом свете едва видны очертания купола башни астрономической обсерватории. Время от времени купол медленно поворачивается, и мы видим на нем темную прорезь, или люк, в котором на мгновение может мелькнуть стеклянный глаз телескопа. Поднимемся в темноте по узенькой лестнице башни и войдем под купол. Там на середине круглой площадки мы увидим чугунную колонну, на которой укреплена легко поворачивающаяся во все стороны длинная труба телескопа. На переднем ее конце, обращенном к небу, укреплено большое двояковыпуклое стекло - линза, или объектив. Объективом свет собирается в фокальной плоскости, где получается изображение рассматриваемого светила. Это изображение, получаемое у нижнего конца телескопа, рассматривается в увеличенном виде в окуляр. Окуляр представляет собой систему линз.

Чтобы наблюдениям не мешали городской свет, дым и пыль, заполняющие нижние слои атмосферы, обсерватории обычно строят за городом и даже на горах. Ведь чем выше над землей, тем разреженнее, спокойнее, чище и прозрачнее воздух, тем лучше наблюдать небесные светила. Но даже над горами воздух часто бывает недостаточно спокойным, и лучи света от небесных тел, проходя сквозь воздушные струйки, постоянно отклоняются ими. Вот почему звездочка, видимая в телескоп, иногда дрожит и колеблется, а маленькие изображения далеких планет, на которых так хочется что-либо рассмотреть, превращаются как бы в размытые световые пятна. Воздушные струйки - враги астронома. Они резко ограничивают увеличение, даваемое телескопом. Чем сильнее увеличивает телескоп, тем более заметны волнения воздуха. Поэтому планеты рассматриваются с увеличением не более чем в 500-600 раз, хотя современные крупные телескопы могли бы увеличивать в десятки тысяч раз.

Приложите глаз к окуляру - астроном показывает вам Луну. Но почему же виден только маленький участок ее, а не вся она? Потому что чем сильнее увеличение, тем меньший кусочек неба виден в телескоп. Что это? Почему-то Луна быстро уходит из поля зрения - из того кусочка неба, который виден в телескоп. Происходит это потому, что за время нашего наблюдения земной шар, вращаясь вокруг своей оси, успел немного повернуться, а вам кажется, что вертится небо и Луна уходит со своего места. В телескопе благодаря увеличению этот поворот Земли кажется еще более быстрым. Но вот Луна перестала уходить из поля зрения - это астроном включил часовой механизм, который стал поворачивать телескоп с той же скоростью, с какой вращается земной шар, только в направлении, противоположном вращению Земли. Таким образом астроном как бы прекратил вращение Земли. С каждым часом Луна все ближе к горизонту, все выше и выше поднимается нижний конец направленного на нее телескопа. Вот уже не дотянуться до окуляра и на цыпочках. Приходится пользоваться специальной лестницей. В больших обсерваториях пол сделан так, что он при помощи механических устройств может плавно подниматься или опускаться. Для этого наблюдателю достаточно нажать кнопку. Делаются также подвижные механизированные платформы для наблюдателя: они поднимают или опускают его. При помощи механизмов передвигается и купол башни. В маленьких башнях купол поворачивают рукой.

Обсерватории строились уже в глубокой древности. Правда, тогда не было еще телескопов, но уже имелись большие, довольно разнообразные инструменты для определения положения звезд на небе. На территории нашей страны, около Самарканда, сохранились остатки замечательной обсерватории XV в., построенной выдающимся узбекским астрономом и математиком Улугбеком. Она свидетельствует о высоком для того времени уровне методов исследования небесных светил.

Потом, уже после изобретения телескопа, люди затратили много труда на то, чтобы научиться отливать большие и прозрачные стекла нужного сорта и придавать им ту точную форму, которая требуется для получения отчетливых изображений небесных светил.

Телескоп был изобретен в начале XVII в., но и сейчас еще не научились изготовлять телескоп с передним стеклом - объективом больше одного метра в поперечнике. Телескоп с объективом называется рефрактором. Создали и другой вид телескопа - рефлектор, в котором свет собирается не выпуклым стеклом, а вогнутым зеркалом. Рефлектор изобрел английский ученый Исаак Ньютон. В рефлекторе зеркало помещают в нижнем конце телескопа, оно отражает лучи и собирает их у верхнего конца трубы, где и находится наблюдатель. Обычно при помощи дополнительного маленького зеркала эти сходящиеся лучи отражаются вбок или даже назад. В последнем случае лучи выходят из трубы сквозь отверстие в большом зеркале. При таком устройстве наблюдатель находится ближе к полу и не загораживает своей головой свет, идущий в телескоп.

Рефлектор имеет недостаток: в него отчетливо виден лишь небольшой участок неба. Наибольший телескоп такого рода, установленный в Калифорнии, имеет зеркало 5 м в поперечнике. При помощи этого телескопа можно фотографировать не только яркие звезды, но и звезды до 23-й звездной величины. В Советском Союзе построен и работает на Крымской астрофизической обсерватории рефлектор с зеркалом диаметром 2,6 м. На Кавказе, вблизи станицы Зеленчукской, на обсерватории можно наблюдать небо в величайший в мире рефлектор с зеркалом диаметром 6 м.

В годы Великой Отечественной войны советский конструктор телескопов Д. Д. Максутов разрешил задачу, над которой долго думали изобретатели многих стран: он сконструировал телескоп, который соединяет в себе достоинства рефрактора и рефлектора и в то же время не имеет их недостатков. Максутов на верхнем конце трубы перед вогнутым зеркалом поставил выпукло-вогнутое тонкое стекло, называемое мениском. (Часто стеклам для очков придается форма менисков.) Каждый телескоп, в котором недостаток рефлектора устранен, требует зеркала и стекла особой формы. Для менискового телескопа изготовление и тех и других легче, так как поверхности их сферические.

По системе Д. Д. Максутова на советских заводах изготовлялись раньше также школьные телескопы. Они небольшого размера, но дают такое же увеличение, как телескоп-рефрактор с длиной трубы почти метр, и увеличивают наблюдаемый предмет до 70 раз, тогда как бинокли обычно имеют увеличение лишь от 2 до 8 раз.

Изготовляют большие телескопы разных систем и много других вспомогательных приборов для наблюдений небесных тел. Очень большое значение имеет точное измерение блеска небесных светил, определяемое фотометрами.

перейти к началу страницы