Почему длины волн короче видимого света, которым пренебрегают новые телескопы?
17
Приведенная ниже диаграмма, которую я украл из этого поста @ HDE226868, показывает, что угловое разрешение как функция длины волны внезапно падает на три порядка от видимого до УФ-света. Разрешение на длинах волн меньше, чем то, которое обнаруживает интерферометр очень большого телескопа или европейский экстремально большой телескоп, в ближней ультрафиолетовой области, внезапно обрезается до тысячи раз.
Это очевидно из-за свойств атмосферы Земли. Но крупные космические телескопы, такие как JWST и WFIRST, заполнят дальний инфракрасный пробел. Почему нет таких амбициозных космических телескопов, рассчитанных на ультрафиолетовое излучение и более короткие волны? (Или внезапное отключение на этой диаграмме вводит в заблуждение?)
Это потому, что это труднее, даже из космических обсерваторий, или потому, что угловое разрешение ультрафиолета и короткие волны имеют меньшую научную ценность?
Там являются некоторые технологические проблемы решить с помещением любого большого телескопа в космос - и космический телескоп требуются в УФ длинах волн. Это не позволяет оптимизировать такой инструмент для работы на обоих УФ и ИК длинах волн из - за проблем , таких как охлаждение, зеркальных покрытий и такой как. Простой предел углового разрешения телескопа идетλ / DТаким образом, чтобы получить эквивалентное разрешение для оптического телескопа, УФ-телескоп может быть меньше. Тем не менее, вы также должны иметь оптику, которая хороша для небольшой доли длины волны, намного лучше, чем видимая / ИК. При еще более коротких длинах волн обычная «оптика» не работает, потому что фотоны поглощаются, и вы переходите к технологиям падающего падения рентгеновских телескопов, которые представляют собой совершенно другую игру и намного сложнее достичь заданного углового разрешения.
Учитывая все это, еще в 80-х / 90-х годах я бы предположил, что было принято решение о диапазоне длин волн, который будет охватывать преемник HST (т. Е. JWST стоимостью примерно 10 млрд. Долл. США). Реальная причина, по которой нет крупного преемника УФ к HST или IUE готовы идти сейчас просто потому, что считается, что наиболее важные научные приоритеты достижимы на ближней и средней ИК-длинах волн. К ним относятся: наблюдение вселенной с высоким красным смещением (по существу, ультрафиолетовый свет не обнаруживается в галактиках за пределами красного смещения 3), наблюдение за образованием звезд и планет (в основном в запыленных средах, где не может появляться ультрафиолетовый свет и протопланетные диски излучают в основном на инфракрасных длинах волн), и выполняют экзопланетная наука (планеты холоднее звезд и излучают в основном в ИК).
Таким образом, я не думаю, что есть какие-либо технологические демонстрации для большого УФ-телескопа (по крайней мере, эквивалент JWST), это просто сводится к научным приоритетам.
Интерферометрия труднее на коротких волнах, особенно в космосе, это фактор? И развивается ли граница интерферометрии в направлении развития ультрафиолета?
LocalFluff
1
@LocalFluff Существуют небольшие оптические интерферометры, но на длинах волн ультрафиолетовых лучей нет. Да, это становится намного сложнее на более коротких волнах, потому что проблема метрологии становится намного сложнее.
Роб Джеффрис
13
Вы правы в том, что резкий спад объясняется просто тем, что в ультрафиолетовом диапазоне запланировано очень мало запланированных крупных телескопов, тогда как в инфракрасном диапазоне планируется значительное количество. Как я уже упоминал в своем ответе, с которым вы связались , CHARA и EELT , два из наиболее запланированных проектов в области инфракрасного / видимого излучения, будут использовать новую технологию адаптивной оптики, что делает их намного превосходящими предыдущие телескопы, даже если они наземные.
μ
При реализации ATLAST или аналогичного проекта угловое разрешение на длинах волн УФ может быть порядка 0,1 угловых секунд или, надеюсь, ниже. Это будет соответствовать, а затем победить Хаббла. Но предварительные оценки предполагают, что стоимость 8-метровой версии составит 4,5 миллиарда долларов, и Хаббл и другие космические телескопы были классно повреждены непредвиденным увеличением стоимости. Меньшие шаги могут потребоваться, прежде чем мы сможем добраться до 8 метров, и, конечно, прежде чем мы сможем приблизиться примерно к 16. Это займет какое-то время, вероятно, через десять или более лет.
Но ИК-телескоп нуждается в громоздком переохлаждении, чтобы наблюдать за чем угодно, кроме себя. Я полагаю, что ультрафиолетовому телескопу это не нужно. К настоящему времени коротковолновые космические телескопы имели довольно небольшие апертуры. Чандра около метра, верно? Не сработает ли телескоп размером с Хаббл? (И я нахожу удивительным, что любое ЕДИНСТВО может стоить 4,5 миллиарда долларов. Это похоже на сагу о том, что гоблины в своих пещерах требуют от императора, чтобы создать его корону из золота и алмазов, украденных у дьявола ». Зеркала зеркала в небе, расскажите нам, что скрывает тьма! »)
LocalFluff
3
@LocalFluff Это уже не так, особенно на орбите с хорошим солнечным экраном. И построить, и выровнять оптику оптического прицела очень трудно, просто потому, что длина волны в 2-5 раз короче, чем у ближнего ИК-диапазона, а поверхности должны быть гладкими до доли лямбды.
Вы правы в том, что резкий спад объясняется просто тем, что в ультрафиолетовом диапазоне запланировано очень мало запланированных крупных телескопов, тогда как в инфракрасном диапазоне планируется значительное количество. Как я уже упоминал в своем ответе, с которым вы связались , CHARA и EELT , два из наиболее запланированных проектов в области инфракрасного / видимого излучения, будут использовать новую технологию адаптивной оптики, что делает их намного превосходящими предыдущие телескопы, даже если они наземные.
При реализации ATLAST или аналогичного проекта угловое разрешение на длинах волн УФ может быть порядка 0,1 угловых секунд или, надеюсь, ниже. Это будет соответствовать, а затем победить Хаббла. Но предварительные оценки предполагают, что стоимость 8-метровой версии составит 4,5 миллиарда долларов, и Хаббл и другие космические телескопы были классно повреждены непредвиденным увеличением стоимости. Меньшие шаги могут потребоваться, прежде чем мы сможем добраться до 8 метров, и, конечно, прежде чем мы сможем приблизиться примерно к 16. Это займет какое-то время, вероятно, через десять или более лет.
Ссылки
источник