«Колосок» №5, 2009                                                                С. Малинич

Зіркі очі планети

Телескопічним спостереженням -400 років

Далекого 1608 року освічену Європу захопила звістка про винайдення пристрою, що збільшував видимі розміри віддалених предметів. Сталося це у Голландії, і пристрій часом навіть назива­ли „голландською трубою". Складався він усього з двох закріплених у трубі лінз. Достеменно неві­домо, хто перший виготовив таку трубу, але в історії залишилися імена трьох майстрів - Ганса Ліпперсгея, Захаріаса Янсена та Якоба Метіуса. Чутки про незви­чайний винахід дійшли і до Венеції, де у той час пра­цював видатний учений Галілео Галілей. Влітку 1609 року він уперше націлив щойно зроблену ним зорову трубу на нічне небо. Протягом кількох мі­сяців спостережень Галілеєві вдалося зробити приголомшливі, як на той час, відкриття - по­бачити фази Венери, гори на Місяці, плями на Сонці, відкрити чотири супутники Юпітера, які згодом назвали галілеєвими. Так було започатковано нову еру в астрономії - еру оптичних спостережень, яка триває і донині.

Навіщо потрібен телескоп?

Слово „телескоп"- грецького походження і дослівно означає „далекобачення". Ця назва виникла тому, що при розгляданні предметів крізь теле­скоп їх розміри видаються більшими, і можна навіть побачити деталі або об'єкти, непомітні для неозброєного ока. Втім для астрономічних спосте­режень має вирішальне значення не збільшення телескопа. Головним при­значенням телескопа є збирання якомога більшої кількості світла від дале­ких зір, галактик та туманностей, щоб доставити його чи то до людського ока, чи до фотоплівки або наукового пристрою. Тому й намагаються буду­вати телескопи великих розмірів. Від розміру телескопа, точніше від діа­метра об'єктива, залежить ще одна характеристика телескопа - роздільна здатність. Іншими словами, це здатність телескопа розрізняти окремо дві близькі зорі. Що більший діаметр об'єктива, то ближчі зорі розділятиме те­лескоп. Слід зауважити, що насправді такі дві зорі можуть бути дуже від­даленими одна від одної у Всесвіті, важливо лише, щоб вони знаходилися майже на одній лінії зору.

                 Як працює телескоп?

Насамперед відзначимо, що бувають телескопи двох типів. В одних телескопів - рефракторів - об'єктив складається з однієї        або кількох лінз. Натомість телескопи із дзеркальним об'єктивом нази­ваються рефлекторами (мал. 2).

 Об'єктив збирає паралельні пучки променів, що прямують від віддале­них предметів та зводить (фокусує) їх в одну точку, що називається фо­кусною або просто фокусом. Якщо у цій точці розмістити аркуш па­перу, то на ньому можна побачити зменшене зображення предметів. А якщо замість паперу встановити фотоплівку, то предмети можна й сфотографувати. Фотоплівки використовувалися ще зовсім донедав­на, сучасні ж астрономи користуються спеціальни­ми електронними пристроями, за допомогою яких зображення одразу записується у комп'ютер.

Але ж як це чудово - спостерігати зоряне небо крізь телескоп! Для цього нам потрібен буде оку­ляр - система з кількох невеликих лінз, крізь які око розглядає зображення, отримане у фокусі об'єктива. Після окуляра промені, що утворюють зображення, потрапляють до ока під більшими ку­тами, ніж від самих предметів, тому крізь телескоп предмети видаються більшими і окуляр діє як збіль­шувальне скло.

Спочатку навчилися будувати телескопи-рефрактори, а перший рефлектор був зроблений Ісааком Ньютоном. Дзеркальце у цього малюка було всього 2,5 см у діаме­трі. Сучасні великі телескопи роблять лише із дзеркальними об'єктивами, бо у них відсутні деякі вади, притаманні лінзам, та й виготовляти їх прості­ше. Історія телескопобудування - цікава й захоплююча, а ми лише коротко познайомимося із найбільшими телескопами, які працюють у різних куточках Землі.

Великі наземні телескопи

Отже, великий телескоп це не примха астрономів, а інструмент,   необхідний  для пізнання   Всесвіту.   Збудувати телескоп із дуже великим суцільним дзеркалом досить важко, тому вчені вирішили вдатися до хитрощів: вигото­вити кілька дзеркал та розмістити їх на одному монтуванні таким чином, щоб фокуси всіх дзеркал співпадали. Таке збір не дзеркало працюватиме як одне велике, потрібно лише

контролювати положення дзеркал - щоб не розфокусувалися. Таке завдання під силу сучасним елек­тронним та механічним пристроям, якими оснащені телескопи Кек І та Кек II на Гаваях (США) та Великий Канарський Телескоп на острові Ла-Пальма в Іспа­нії. Діаметр дзеркала у телескопах Кек становить 10 метрів, а у Канарського Телескопа - 10,4 м, і вони складаються із 36 шестикутних дзеркал.

Ще більшу світлозбиральну здатність (світлоси­лу) має телескоп, який почав працювати 2008 року в американському штаті Арізона. Називають цей гігант Великим Бінокулярним Телескопом, бо він нагадує велетенський бінокль, у якого замість лінз стоять дзеркала. Кожне з двох його дзеркал має діаметр 8,4 м, тобто світла він збирає стільки ж, як телескоп із діаметром дзеркала 11,8 м. Роздільна здатність цього телескопа така ж, як 22,8-метрового! Нині він є найбіль­шим і найдосконалішим телескопом у світі.

Назвімо й інші телескопи-велетні. На африканському континенті, у Південно-Африканській Республіці, з 2005 року працює телескоп із дзер­калом 11x9,8 м, складеним із 91 однометрового дзеркала. У його будівництві брали участь науковці з Німеччини, Польщі, США, Великої Бри­танії та Нової Зеландії, адже сконструювати такий телескоп - справа неде­шева. Проводити спостереження на великих телескопах можуть астрономи із будь-якої країни світу.

На горі Мауна-Кеа (Гаваї) встановлений японський те­лескоп „Субару". Він має одне суцільне дзеркало діаметром 8,3 м. У чилійській пустелі Атакама, на горі Паранал, працюють чотири однакових телескопи, кожен із дзерка­лом 8,2 м у діаметрі. Телескопи можуть працюва­ти незалежно один від одно­го, а можуть і об'єднуватися в одну систему - Дуже Великий Телескоп. Звичайно, світлосила від цього не збільшується, адже світло від кожного телескопа поступає на окремий приймач, але зіркість системи під­вищується настільки, що можна було б розгледіти окремо фари автомобі­ля, розташованого на Місяці (приблизно 380 000 км від Землі). Усього зараз працює 18 телескопів із головними дзеркалами діаметром понад 6 метрів.

Що далі?

Ніщо не здатне спинити людину на шляху пізнання законів Природи. Од­ними з найсокровенніших її таємниць є виникнення самого Всесвіту та іс­нування розумного життя поза Землею. Дати відповідь на ці та багато інших запитань допоможуть нові гігантські телескопи, будівництво яких розпоча­лося або тільки планується.

У 2005 році у майстернях Арізонського університету відлито перше дзер­кало Великого Магелланового Телескопа. Шліфування та поліруван­ня його має завершитися лише 2010 року, а сам телескоп планують завер­шити у 2018 році. Телескоп матиме сім дзеркал діаметром 8,4 м кожне,  всі вони будуть встановлені на одному монтуванні. Площа збірного дзеркала буде рівна площі 21,4-метрового, а роздільна здатність буде такою ж, як у 24,5-метрового телескопа. Те­лескоп буде розміщено в пусте­лі Атакама, в обсерваторії Лас-Кампанас. Цей куточок Чилі відомий своїм чистим сухим по­вітрям, а завдяки віддаленості від населених пунктів засвічу­вання нічного неба відсутнє.

Ведуться роботи з будівни­цтва 30-метрового телескопа (ТМТ). Головне дзеркало його складатиметься з 492-х шести­кутних дзеркал розміром 1,4 м . Кожне дзеркало керуватиметься окремим пристроем, щоб зберегти фокусування та зменшити вплив атмосфери. Вся рухома частина телескопа важитиме близько 2 000 тонн, та, незважаючи на це, те­лескоп можна буде наводити на будь-яку точку небосхилу менше, ніж за п'ять хвилин. Розглядають два можливих місця встановлення ТМТ - це гори Сьєрра-Армазонес у пустелі Атакама та гора Мауна-Кеа на Гаваях.

Та найбільшим і найзіркішим оком планети стане телескоп, запропонований для Європейської Південної Обсерваторії. Його так і називають - Європейський Екстремально Великий Телескоп. Діаметр дзеркала цього велетня стано­витиме приблизно 42 метри і складатиметься майже з тися­чі 1,4-метрових шестикутних сегментів. Якість зображення, що даватиме телескоп, буде настільки високою, що стане можливим вивчати атмосфе­ри планет поза Сонячною сис­темою. Можливо, саме цьому телескопові судилося стати вікном у Всесвіт, крізь яке люд­ство встановить контакти із позаземними цивілізаціями.