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Telescopio

Il telescopio Ŕ il pi¨ importante strumento nelle mani degli astronomi: nel suo senso pi¨ generale, raccoglie e focalizza la radiazione elettromagnetica. I telescopi aumentano la grandezza apparente degli oggetti, assieme alla loro luminosit├á. Galileo fu il primo ad usare un telescopio per fini astronomici.

La parola "telescopio" si riferisce in genere ad un telescopio ottico, ma esistono telescopi per la maggior parte dello spettro elettromagnetico.

I radio telescopi sono antenne radio capaci di focalizzare la radiazione, in genere con forme che ricordano grandi scodelle. Sono a volte costruiti con una griglia di fili conduttori, le cui aperture sono pi¨ piccole della lunghezza d'onda osservata. I radio telescopi sono spesso usati a coppie, o in gruppi pi¨ numerosi, per ottenere diametri "virtuali" proporzionali alla distanza tra i telescopi (vedi l'articolo sull'interferometria)). I gruppi pi¨ grandi hanno collegato telescopi sui lati opposti della Terra. Questa tecnica viene adesso applicata anche ai telescopi ottici.

I telescopi per raggi X e raggi gamma hanno altri problemi, principalmente derivanti dal fatto che questi raggi possono attraversare il metallo e il vetro. Usano in genere degli specchi a forma di anello, messi quasi paralleli al fascio di luce incidente, che viene riflessa di pochi gradi. Gli specchi sono in genere una sezione di parabola ruotata.

Table of contents
1 Telescopi ottici
2 Montature per telescopi
3 Telescopi professionali
4 Sensori
5 Limiti dei telescopi
6 Telescopi celebri
7 Vedi anche
8 Links esterni

Telescopi ottici

I telescopi ottici si dividono principalmente in due tipi, i rifrattori e i riflettori. Il primo Ŕ simile al telescopio originale di Galileo, ed usa una lente per focalizzare l'immagine. Il secondo ottiene lo stesso risultato usando degli specchi. I rifrattori, a parit├á di altre caratteristiche, forniscono immagini migliori, ma sono pi¨ pesanti, ingombranti e costosi. I telescopi amatoriali possono essere di entrambi i tipi, anche se telescopi rifrattori di diametro superiore a 10-15 cm hanno costi proibitivi. I grandi telescopi professionali sono praticamente tutti riflettori, a causa dell'impossibilit├á pratica di costruire lenti e montature abbastanza grandi.

Montature per telescopi

La montatura pi¨ semplice Ŕ quella altazimutale: una forcella ruota in azimuth, e dei cuscinetti sull'asse che regge il telescopio gli permettono di ruotare in elevazione.

Nell'uso astronomico, il problema maggiore della montatura altazimutale consiste nella necessità di muovere continuamente entrambi gli assi per compensare la rotazione terrestre (operazione nota come inseguimento). Inoltre, avendo l'asse principale (azimut) perpendicolare al suolo, la montatura altazimutale introduce il fenomeno della rotazione di campo, in cui l'immagine risultante ruota ad una velocità dipendente dalla declinazione della stella. Quest'ultimo effetto rende le montature altazimutali inadatte alla fotografia a lunga posa usando piccoli telescopi.

La soluzione pi¨ diffusa, per i piccoli telescopi amatoriali, Ŕ di inclinare l'intera montatura altazimutale finch├ę il suo asse non Ŕ parallelo con l'asse della rotazione terrestre (quindi variabile a seconda del luogo in cui il telescopio Ŕ utilizzato). Utilizzando questo schema, conosciuto come montatura equatoriale, l'immagine non deve essere deruotata ed Ŕ necessario muovere un solo asse per inseguire la stella.

I grandi telescopi usano in genere una montatura altazimutale controllata da un computer, e per poter effettuare lunghe esposizioni hanno dei prismi rotanti che possono deruotare l'immagine, anch'essi controllati automaticamente da un computer. La montatura altazimutale Ŕ preferita, nonostante queste complicazioni, per la sua semplicit├á e robustezza, caratteristiche importanti quando si tratta di muovere in varie direzioni una struttura che pu├▓ facilmente avere diametri di decine di metri e pesare numerose tonnellate.

Telescopi professionali

La maggior parte dei telescopi opera come un cassegrain (lunga focale, e un campo di vista pi¨ piccolo con maggiore ingrandimento) o newtoniano. Hanno uno specchio primario forato, un fuoco newtoniano, e un braccio meccanico per poter montare differenti specchi secondari.

Una nuova era Ŕ stata inaugurata dall'MMT, un telescopio ad apertura multipla composta da sei segmenti, che insieme vanno a formare uno specchio virtuale di 4,5 metri di diametro. Il suo esempio Ŕ stato seguito dal telescopio Keck, un telescopio segmentato da 10 metri.

La generazione attuale di telescopi in costruzione ha uno specchio primario tra 8 e 10 metri. Gli specchi sono in genere molto sottili e deformabili, e sono tenuti nella loro posizione ottimale da una serie di attuatori (vedi ottica attiva). Grazie a questa tecnologia, stanno nascendo progetti per telescopi del diametro di 30, 50 e addirittura 100 metri.

Sensori

Inizialmente, il sensore usato nei telescopi era l'occhio umano. In seguito, la lastra fotografica prese il suo posto, e fu introdotto lo spettrografo, permettendo agli astronomi di avere informazioni sullo spettro di una sorgente. Dopo la lastra fotografica, varie generazioni di sensori elettronici come i CCD sono state perfezionate, ognuna con una maggiore sensibilità e risoluzione.

I telescopi moderni contengono numerosi strumenti tra cui scegliere quello pi¨ adatto: camere per immagini, con diversa risposta spettrale. Spettrografi per varie lunghezze d'onda. Polarimetri, che possono rilevare la direzione della luce polarizzata, eccetera.

In anni recenti, sono state sviluppate delle tecnologie per far fronte al problema della distorsione delle immagini introdotta dall'atmosfera, con buoni risultati. Si tratta principalmente di specchi di tip-tilt e dell'ottica adattiva.

Limiti dei telescopi

Il fenomeno della diffrazione ottica pone un limite alla risoluzione che un telescopio pu├▓ raggiungere. Si tratta in pratica dell'area effettiva del disco di Airy, che pone un limite a quanto vicini possono essere due dischi. Questo limite assoluto Ŕ chiamato limite di risoluzione di Sparrow, e pi¨ comunemente limite di diffrazione. Dipende dalla lunghezza d'onda della luce osservata e dal diametro del telescopio. Ci├▓ significa che un telescopio di un certo diametro pu├▓ risolvere fino ad un certo punto oggetti osservati in una certa lunghezza d'onda. Se si vuole una risoluzione maggiore alla stessa lunghezza d'onda, occorre usare un telescopio pi¨ grande.

Telescopi celebri

  • Il Telescopio Spaziale Hubble si trova in orbita, fuori dall'atmosfera terrestre, per evitare che le immagini siano distorte dalla rifrazione. In questo modo il telescopio lavora sempre al suo limite di diffrazione, e pu├▓ essere usato per osservazioni nell'infrarosso e nell'ultravioletto.
  • Il Very Large Telescope (VLT) Ŕ attualmente (2003) il pi¨ grande esistente, composto da quattro telescopi ognuno di 8 metri di diametro. Appartenente all'ESO e costruito nel deserto di Atacama in Cile, pu├▓ funzionare come quattro telescopi separati o come uno solo, combinando la luce proveniente dai quattro specchi.
  • Il pi¨ grande specchio singolo Ŕ quello del telescopio Keck, con diametro di 10 metri. Il Keck Ŕ per├▓ composto da 36 segmenti pi¨ piccoli.
  • Esistono molti progetti per telescopi ancora pi¨ grandi, per esempio il Overwhelmingly Large Telescope (telescopio spaventosamente grande), in genere chiamato OWL, con l'obiettivo di un diametro di 100 metri.
  • Il telescopio Hale posto sul Monte Palomar, largo 5 metri, Ŕ stato per molto tempo il pi¨ grande per molti anni. Ha un singolo specchio di borosilicato (Pyrex (tm)), che fu notoriamente difficile da costruire. Anche la montatura Ŕ unica, una montatura equatoriale senza forcella, che nonostante ci├▓ permette al telescopio di puntare molto vicino al polo celeste.
  • Il telescopio del Monte Wilson, da 2,5 metri, fu usato da Edwin Hubble per provare l'esistenza delle galassie, e per analizzare il loro spostamento verso il rosso. E' adesso parte di un array assieme ad altri telescopi sullo stesso monte, ed Ŕ ancora utile per ricerche avanzate.
  • Il rifrattore da 91 centimetri dello Yerkes Observatory nello stato del Wisconsin, USA, Ŕ il pi¨ grande rifrattore orientabile al mondo.

Vedi anche

Links esterni


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