nimi ”teleskooppi” kattaa laajan valikoiman välineitä. Useimmat havaitsevat sähkömagneettista säteilyä, mutta on suuria eroja siinä, miten tähtitieteilijöiden täytyy kerätä valoa (sähkömagneettista säteilyä) eri taajuusalueilla.
teleskoopit voidaan luokitella niiden valon aallonpituuksien perusteella, jotka ne havaitsevat:
- Röntgenteleskoopit, jotka käyttävät lyhyempiä aallonpituuksia kuin ultraviolettivalo
- Optiset teleskoopit, käyttäen lyhyempiä aallonpituuksia kuin näkyvä valo
- Infrapunateleskoopit, käyttäen pidempiä aallonpituuksia kuin näkyvä valo
- Submillimetriteleskoopit, käyttäen mikroaaltoaallonpituuksia, jotka ovat pidempiä kuin infrapunavalo
- radioteleskoopit, jotka käyttävät vieläkin pidempiä aallonpituuksia
kun aallonpituudet pitenevät, antenniteknologiaa on helpompi käyttää vuorovaikutuksessa sähkömagneettisen säteilyn kanssa (vaikka se on mahdollista tehdä hyvin pieni antenni). Lähi-infrapunaa voidaan kerätä paljon kuin näkyvää valoa, mutta kauko-infrapuna-ja submillimetrin alueella teleskoopit voivat toimia enemmän radioteleskoopin tavoin. Esimerkiksi James Clerk Maxwell-teleskooppi tarkkailee aallonpituuksia 3 µm (0,003 mm) – 2000 µm (2 mm), mutta käyttää parabolista alumiiniantennia. Toisaalta Spitzer-avaruusteleskooppi, joka havainnoi noin 3 µm: sta (0,003 mm) 180 µm: iin (0,18 mm), käyttää peiliä (heijastava optiikka). Myös heijastavan optiikan avulla Hubble-avaruusteleskooppi Wide Field Camera 3: lla pystyy havainnoimaan taajuusalueella noin 0,2 µm (0,0002 mm)-1,7 µm (0,0017 mm) (ultravioletista infrapunavaloon).
lyhyempien aallonpituuksien fotoneilla, joilla on korkeammat taajuudet, käytetään täysin heijastavan Optiikan sijaan silmätapahtumaoptiikkaa. Teleskoopit, kuten TRACE ja SOHO, käyttävät erityisiä peilejä heijastaakseen äärimmäistä ultraviolettia, tuottaen suuremman resoluution ja kirkkaampia kuvia kuin muutoin on mahdollista. Suurempi aukko ei tarkoita vain sitä, että valoa kertyy enemmän, vaan se mahdollistaa myös hienomman kulmaresoluution.
teleskoopit voidaan luokitella myös sijainnin mukaan: maateleskooppi, avaruusteleskooppi tai lentävä teleskooppi. Ne voidaan luokitella myös sen mukaan, käyttävätkö ne ammattiastronomeja vai amatööriastronomeja. Observatorioksi kutsutaan ajoneuvoa tai pysyvää kampusta, jossa on yksi tai useampi teleskooppi tai muu instrumentti.
| Valovertailu | Aallonpituus | taajuus (Hz) | Fotonienergia (eV) | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| gammasäde | alle 0, 01 nm | yli 10 EHZ | 100 kev – 300+ GeV | X | |||
| röntgen | 0.01 to 10 nm | 30 EHz – 30 PHz | 120 eV to 120 keV | X | |||
| Ultraviolet | 10 nm – 400 nm | 30 PHz – 790 THz | 3 eV to 124 eV | ||||
| Visible | 390 nm – 750 nm | 790 THz – 405 THz | 1.7 eV – 3.3 eV | X | |||
| Infrared | 750 nm – 1 mm | 405 THz – 300 GHz | 1.24 meV – 1.7 eV | X | |||
| Microwave | 1 mm – 1 meter | 300 GHz – 300 MHz | 1.24 meV – 1.24 μeV | ||||
| Radio | 1 mm – km | 300 GHz – 3 Hz | 1.24 meV – 12.4 feV | X | |||
Optical telescopesEdit
optinen teleskooppi kerää ja keskittää valoa pääasiassa sähkömagneettisen spektrin näkyvästä osasta (tosin osa toimii infrapuna-ja ultraviolettivalossa). Optiset teleskoopit lisäävät kaukaisten kohteiden näennäistä kulmakokoa sekä niiden näennäistä kirkkautta. Jotta kuva voidaan havaita, valokuvata, tutkia ja lähettää tietokoneelle, teleskoopit toimivat käyttämällä yhtä tai useampaa kaarevaa optista elementtiä, jotka on yleensä valmistettu lasilinsseistä ja/tai peileistä, valon ja muun sähkömagneettisen säteilyn keräämiseksi polttopisteeseen. Optisia kaukoputkia käytetään tähtitieteessä ja monissa ei-tähtitieteellisissä instrumenteissa, kuten: teodoliitit (mukaan lukien transitit), tähystyskoopit, monokulaariset, kiikarit, kameralinssit ja spyglasses. Optisia päätyyppejä on kolme:
- taittuva kaukoputki, joka käyttää linssejä kuvan muodostamiseen.
- heijastava kaukoputki, joka käyttää peilien järjestelyä kuvan muodostamiseen.
- katadioptrinen teleskooppi, joka käyttää kuvan muodostamiseen peilejä yhdistettynä linsseihin.
Fresnel-kuvaaja on ehdotettu ultrakevyt malli avaruusteleskoopille, joka käyttää Fresnel-linssiä valon kohdistamiseen.
näiden optisten perustyyppien lisäksi on monia optisen rakenteen vaihtelevia alatyyppejä, jotka luokitellaan niiden suorittaman tehtävän mukaan, kuten astrografit, komeettojen etsijät ja aurinkoteleskoopit.
radioteleskooppeja
radioteleskoopit ovat suuntaavia radioantenneja, jotka tyypillisesti käyttävät suurta lautasantennia radioaaltojen keräämiseen. Astiat on joskus rakennettu sähköä johtavasta metalliverkosta, jonka aukot ovat pienempiä kuin havaittava aallonpituus.
toisin kuin optinen teleskooppi, joka tuottaa suurennetun kuvan havaitusta taivaanlaidasta, perinteinen radioteleskooppi sisältää yhden vastaanottimen ja tallentaa yhden havaitulle alueelle ominaisen aikavaihtelevan signaalin; tästä signaalista voidaan ottaa näytteitä eri taajuuksilla. Joissakin uudemmissa radioteleskoopeissa yksi astia sisältää useita vastaanottimia; tätä kutsutaan fokusoivana tasoryhmänä.
keräämällä ja korreloimalla usean ruokalajin samanaikaisesti vastaanottamia signaaleja voidaan laskea korkearesoluutioisia kuvia. Tällaisia monianturiryhmiä kutsutaan tähtitieteellisiksi interferometreiksi ja tekniikkaa kutsutaan apertuurisynteesiksi. Näiden ryhmien ’virtuaaliset’ aukot ovat kooltaan samankokoisia kuin kaukoputkien välinen etäisyys. Vuodesta 2005, ennätys array koko on monta kertaa halkaisija maata hyödyntävä avaruus — pohjainen erittäin pitkä Perustaso Interferometry (VLBI) teleskoopit kuten Japanin HALCA (Highly Advanced Laboratory for Communications and Astronomy) VSOP (VLBI Space Observatory Program) satelliitti.
Aukkosynteesiä sovelletaan nykyään myös optisiin teleskooppeihin, joissa käytetään optisia interferometrejä (optisten teleskooppien ryhmiä) ja aukon peittävää interferometriaa yksittäisissä heijastavissa teleskoopeissa.
radioteleskooppeja käytetään myös mikroaaltosäteilyn keräämiseen, jonka etuna on kyky kulkea ilmakehän ja tähtienvälisten kaasu-ja pölypilvien läpi.
jotkin radioteleskoopit käyttävät SETI: n ja Arecibon observatorion kaltaisia ohjelmia maan ulkopuolisen elämän etsimiseen.
Röntgenteleskooppi
röntgensäteitä on paljon vaikeampi kerätä ja tarkentaa kuin pidempien aallonpituuksien sähkömagneettista säteilyä. Röntgenteleskoopeissa voidaan käyttää Röntgenoptiikkaa, kuten Wolter-teleskoopeissa, jotka koostuvat raskasmetalleista tehdyistä rengasmaisista ”silmäpeileistä”, jotka kykenevät heijastamaan säteitä vain muutaman asteen verran. Peilit ovat yleensä pyörivän paraabelin ja hyperbelin eli ellipsin osa. Vuonna 1952 Hans Wolter hahmotteli 3 tapaa, joilla teleskooppi voitaisiin rakentaa käyttämällä vain tällaista peiliä. Esimerkkejä tämäntyyppistä teleskooppia käyttävistä observatorioista ovat Einsteinin observatorio, ROSAT ja Chandran Röntgenobservatorio. Vuoteen 2010 mennessä Wolterin tarkentavat Röntgenteleskoopit ovat mahdollisia jopa 79 keV: n fotonienergioihin asti.
Gammasäteilyteleskopesedit
suurenergiset röntgen-ja gammasäteilyteleskoopit eivät tarkenna kokonaan ja käyttävät koodattuja aukkomaskeja: maskin luoman varjon kuviot voidaan rekonstruoida kuvan muodostamiseksi.
röntgen-ja Gammasäteilyteleskoopit asennetaan yleensä maata kiertäviin satelliitteihin tai korkealla lentäviin ilmapalloihin, koska maan ilmakehä on läpinäkymätön tälle sähkömagneettisen spektrin osalle. Esimerkki tällaisesta teleskoopista on Fermi Gamma-ray-avaruusteleskooppi.
hyvin suurienergisten gammasäteiden havaitseminen, joiden aallonpituus on lyhyempi ja taajuus suurempi kuin tavallisilla gammasäteillä, vaatii vielä erikoistumista. Esimerkki tällaisesta observatoriosta on VERITAS.
vuonna 2012 tehty löytö saattaa mahdollistaa gammasäteilyteleskooppien tarkentamisen. Yli 700 keV: n fotonienergioilla taittumisindeksi alkaa taas kasvaa.
muut teleskooppityypit
Tähtitiede ei rajoitu sähkömagneettista säteilyä. Lisätietoja saadaan havaitsemalla muita signaaleja teleskooppeja vastaavilla ilmaisimilla. Nämä ovat:
- kosmisen säteilyn teleskoopit havaitsevat kosmisia säteitä ja koostuvat yleensä joukosta erilaisia ilmaisintyyppejä, jotka levittäytyvät laajalle alueelle.
- Energeettiset neutraalit atomimittarit tutkivat eri kappaleiden magnetosfääriä havaitsemalla nopeasti liikkuvia, aurinkotuulen synnyttämiä sähköisesti neutraaleja atomeja.
- Neutriinoilmaisimet, jotka vastaavat neutriinotähtitieteessä käytettäviä neutriinoteleskooppeja. Ne koostuvat suuresta määrästä vettä ja jäätä, joita ympäröi joukko herkkiä valonilmaisimia, joita kutsutaan fotomonistinputkiksi. Neutriinojen alkuperäsuunta määritetään rekonstruoimalla neutriinotörmäysten sirottelemien sekundaarihiukkasten reitti niiden vuorovaikutuksesta useiden ilmaisimien kanssa.
- gravitaatioaaltojen ilmaisimia, jotka vastaavat gravitaatioaaltoteleskooppeja, käytetään gravitaatioaaltojen tähtitieteessä. Avaruudessa tapahtuvien rajujen törmäysten aiheuttamat gravitaatioaallot havaitaan erittäin tarkoilla mittauksilla suurten maahan sidottujen rakenteiden pituuden muutoksesta.