Il nome “telescopio” copre una vasta gamma di strumenti. La maggior parte rileva le radiazioni elettromagnetiche, ma ci sono grandi differenze nel modo in cui gli astronomi devono raccogliere la luce (radiazione elettromagnetica) in diverse bande di frequenza.
I telescopi possono essere classificati in base alle lunghezze d’onda della luce che rilevano:
- i telescopi a raggi X, utilizzando più brevi lunghezze d’onda di luce ultravioletta
- Ultravioletti telescopi, utilizzando la lunghezza d’onda più corta rispetto alla luce visibile
- i telescopi Ottici, utilizzando la luce visibile
- telescopi a raggi Infrarossi, che utilizza una lunghezza d’onda maggiore rispetto alla luce visibile
- Submillimetre telescopi, utilizzando il forno a microonde lunghezze d’onda più lunghe rispetto a quelle della luce a infrarossi
- Radio telescopi che uso anche di più lunghezze d’onda
Come le lunghezze d’onda diventa più lunga, diventa più facile l’uso di tecnologia dell’antenna per interagire con la radiazione elettromagnetica (anche se è possibile fare molto piccola antenna). Il vicino infrarosso può essere raccolto molto simile alla luce visibile, tuttavia nel lontano infrarosso e nella gamma submillimetrica, i telescopi possono funzionare più come un radiotelescopio. Ad esempio, il telescopio James Clerk Maxwell osserva da lunghezze d’onda da 3 µm (0,003 mm) a 2000 µm (2 mm), ma utilizza un’antenna parabolica in alluminio. D’altra parte, il telescopio spaziale Spitzer, osservando da circa 3 µm (0,003 mm) a 180 µm (0,18 mm) utilizza uno specchio (ottica riflettente). Utilizzando anche l’ottica riflettente, il telescopio spaziale Hubble con Wide Field Camera 3 può osservare nell’intervallo di frequenza da circa 0,2 µm (0,0002 mm) a 1,7 µm (0,0017 mm) (dalla luce ultravioletta a quella infrarossa).
Con i fotoni delle lunghezze d’onda più corte, con le frequenze più alte, vengono utilizzate ottiche glancing-incident piuttosto che ottiche completamente riflettenti. Telescopi come TRACE e SOHO utilizzano specchi speciali per riflettere l’ultravioletto estremo, producendo immagini a risoluzione più elevata e più luminose di quanto sia altrimenti possibile. Un’apertura maggiore non significa solo che viene raccolta più luce, ma consente anche una risoluzione angolare più fine.
I telescopi possono anche essere classificati in base alla posizione: telescopio terrestre, telescopio spaziale o telescopio volante. Essi possono anche essere classificati se sono gestiti da astronomi professionisti o astronomi dilettanti. Un veicolo o un campus permanente contenente uno o più telescopi o altri strumenti è chiamato osservatorio.
| Luce di Confronto | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Nome | lunghezza d’Onda | Frequenza (Hz) | Fotone di Energia (eV) | ||||
| Gamma ray | meno di 0,01 nm | più di 10 EHz | 100 keV – 300+ GeV | X | |||
| X-Ray | 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
Un telescopio ottico raccoglie e focalizza la luce principalmente dalla parte visibile dello spettro elettromagnetico (anche se alcuni funzionano nell’infrarosso e nell’ultravioletto). I telescopi ottici aumentano la dimensione angolare apparente degli oggetti distanti e la loro luminosità apparente. Affinché l’immagine possa essere osservata, fotografata, studiata e inviata a un computer, i telescopi lavorano impiegando uno o più elementi ottici curvi, solitamente costituiti da lenti in vetro e/o specchi, per raccogliere luce e altre radiazioni elettromagnetiche per portare quella luce o radiazione a un punto focale. Telescopi ottici sono utilizzati per l’astronomia e in molti strumenti non astronomici, tra cui: teodoliti (compresi i transiti), cannocchiali, cannocchiali, binocoli, lenti della fotocamera, e cannocchiali. Ci sono tre tipi ottici principali:
- Il telescopio rifrattore che utilizza lenti per formare un’immagine.
- Il telescopio riflettente che utilizza una disposizione di specchi per formare un’immagine.
- Il telescopio catadiottrico che utilizza specchi combinati con lenti per formare un’immagine.
Un imager Fresnel è una proposta di design ultra-leggero per un telescopio spaziale che utilizza una lente di Fresnel per mettere a fuoco la luce.
Oltre a questi tipi ottici di base ci sono molti sotto-tipi di progettazione ottica variabile classificati in base al compito che svolgono come astrografi, cercatori di comete e telescopi solari.
Radiotelescopiemodifica
I radiotelescopi sono antenne radio direzionali che tipicamente impiegano un grande piatto per raccogliere le onde radio. I piatti sono a volte costruiti con una rete metallica conduttiva le cui aperture sono più piccole della lunghezza d’onda osservata.
A differenza di un telescopio ottico, che produce un’immagine ingrandita della zona di cielo osservata, un piatto radiotelescopio tradizionale contiene un singolo ricevitore e registra un singolo segnale variabile nel tempo caratteristica della regione osservata; questo segnale può essere campionato a varie frequenze. In alcuni progetti di radiotelescopio più recenti, un singolo piatto contiene una serie di diversi ricevitori; questo è noto come un array di piano focale.
Raccogliendo e correlando i segnali ricevuti simultaneamente da più piatti, è possibile calcolare immagini ad alta risoluzione. Tali array multi-piatto sono noti come interferometri astronomici e la tecnica è chiamata sintesi di apertura. Le aperture “virtuali” di questi array sono di dimensioni simili alla distanza tra i telescopi. A partire dal 2005, la dimensione dell’array record è molte volte il diametro dei telescopi VLBI (Very Long Baseline Interferometry) basati sullo Spazio, come il satellite giapponese HALCA (Highly Advanced Laboratory for Communications and Astronomy) VSOP (VLBI Space Observatory Program).
La sintesi dell’apertura viene ora applicata anche ai telescopi ottici che utilizzano interferometri ottici (array di telescopi ottici) e interferometria di mascheramento dell’apertura su singoli telescopi riflettenti.
I radiotelescopi sono anche usati per raccogliere le radiazioni a microonde, il che ha il vantaggio di poter passare attraverso l’atmosfera e le nuvole di gas e polvere interstellari.
Alcuni radiotelescopi sono utilizzati da programmi come il SETI e l’Osservatorio di Arecibo per la ricerca di vita extraterrestre.
Telescopi a raggi xedit
I raggi X sono molto più difficili da raccogliere e mettere a fuoco rispetto alle radiazioni elettromagnetiche di lunghezze d’onda più lunghe. I telescopi a raggi X possono utilizzare l’ottica a raggi X, come i telescopi Wolter composti da specchi “glancing” a forma di anello fatti di metalli pesanti che sono in grado di riflettere i raggi solo di pochi gradi. Gli specchi sono di solito una sezione di una parabola ruotata e un’iperbole, o ellisse. Nel 1952, Hans Wolter delineò 3 modi in cui un telescopio poteva essere costruito usando solo questo tipo di specchio. Esempi di osservatori che utilizzano questo tipo di telescopio sono l’Osservatorio Einstein, ROSAT e l’Osservatorio a raggi X Chandra. Entro il 2010, Wolter messa a fuoco telescopi a raggi X sono possibili fino a energie fotoniche di 79 keV.
Gamma-ray telescopesEdit
di più alta energia di raggi X e raggi Gamma, i telescopi di astenersi dalla messa a fuoco completamente e utilizzare codificato diaframma maschere: i modelli dell’ombra che la maschera crea possono essere ricostruiti per formare un’immagine.
I telescopi a raggi X e gamma sono solitamente installati su satelliti orbitanti attorno alla Terra o palloni ad alta quota poiché l’atmosfera terrestre è opaca a questa parte dello spettro elettromagnetico. Un esempio di questo tipo di telescopio è il Fermi Gamma-ray Space Telescope.
Il rilevamento di raggi gamma ad altissima energia, con lunghezza d’onda più corta e frequenza più elevata rispetto ai normali raggi gamma, richiede un’ulteriore specializzazione. Un esempio di questo tipo di osservatorio è VERITAS.
Una scoperta nel 2012 potrebbe consentire la messa a fuoco di telescopi a raggi gamma. A energie fotoniche superiori a 700 keV, l’indice di rifrazione inizia ad aumentare di nuovo.
Altri tipi di telescopesEdit
l’Astronomia non è limitata all’utilizzo di radiazioni elettromagnetiche. Ulteriori informazioni possono essere ottenute rilevando altri segnali, con rivelatori analoghi ai telescopi. Questi sono:
- I telescopi a raggi cosmici rilevano i raggi cosmici e di solito consistono in una serie di diversi tipi di rivelatori sparsi su una vasta area.
- Gli strumenti atomici neutri energetici studiano la magnetosfera di vari corpi rilevando atomi elettricamente neutri in rapido movimento creati dal vento solare.
- Rivelatori di neutrini, l’equivalente dei telescopi di neutrini, utilizzati per l’astronomia dei neutrini. Sono costituiti da una grande massa di acqua e ghiaccio, circondata da una serie di rivelatori di luce sensibili noti come tubi fotomoltiplicatori. La direzione originaria dei neutrini è determinata ricostruendo il percorso delle particelle secondarie disperse dagli impatti dei neutrini, dalla loro interazione con più rivelatori.
- I rivelatori di onde gravitazionali, l’equivalente dei telescopi di onde gravitazionali, sono usati per l’astronomia di onde gravitazionali. Le onde gravitazionali, causate da violente collisioni nello spazio, vengono rilevate da misurazioni estremamente precise della variazione di lunghezza di grandi strutture legate alla terra.