Тема 1. Астрономічні інструменти та спостереження

§ 33. Навіщо астрономам телескопи

❓❗ Запитання та завдання: 

• Поясни висловлювання Фреда Гойла.

• Пригадай, які є методи дослідження.

• Як безпечно спостерігати Сонце?

• У яких районах Землі можна спостерігати повне затемнення Сонця?

Яку будову має телескоп

На першому місці серед засобів, що збільшують можливості ока людини спостерігати небесні тіла, є телескоп. Першим його використав для спостережень зоряного неба відомий науковець Ґалілео Ґалілей у 1609 р. Окрім Молочного Шляху, Ґалілей спостерігав у телескоп кратери на поверхні Місяця, плями на Сонці, а також чотири найяскравіших супутники Юпітера. 

🎥 Подивися відео «Хто винайшов телескоп?».

📋 На замітку

Телескоп (від грецьких слів «теле» – «далеко» і «скопео» – «дивитися») – прилад для астрономічних спостережень, що набагато перевищує можливості ока людини спостерігати дуже віддалені небесні об’єкти. 

Обов’язковими складовими частинами оптичного телескопа є об’єктив, труба і монтування. 

Об’єктив збирає світло й будує зображення об’єкта чи ділянки неба. Труба (тубус) з’єднує об’єктив з приймальним пристроєм. Монтування – механічна конструкція – тримає трубу й забезпечує її наведення на небо. Якщо приймачем світла є око, то в телескопі має бути обов’язково окуляр. Через нього розглядають зображення, побудоване об’єктивом. Об’єктивом оптичного телескопа може бути лінза (кілька лінз) чи дзеркало, що має певну кривизну поверхні (наприклад, сферичне). 

Що таке астрономічні обсерваторії

Телескопи встановлюють у місцях, де чисте й сухе повітря, багато ясних ночей упродовж року. Нині на Землі їх не так багато. Серед них – пустеля Атакама в Чилі, де протягом року є 300 ясних ночей. Це також науковий заповідник Мауна-Кеа на острові Гаваї та Канарські острови. 

📋 На замітку

Оснащену телескопами наукову установу, в якій виконують астрономічні спостереження й наукові дослідження, називають астрономічною обсерваторією. 

Тепер у світі діє декілька великих астрономічних обсерваторій, до яких належить і Європейська південна обсерваторія. До кінця 2020-х років у Чилі мають побудувати надзвичайно великий телескоп з діаметром дзеркала 39 м. Унікальною є обсерваторія на горі Мауна-Кеа на острові Гаваї. Тут встановлено телескопи «Кек-1» та «Кек-2» (мал. 120). 

Нині космічні апарати застосовують для розв’язання багатьох завдань: стеження за поверхнею та атмосферою Землі, передавання сигналів зв’язку, вивчення різних небесних тіл. Саме тому космічні апарати за будовою істотно різняться, але всі вони мають базові складові. 

🧑‍🔬 Дослід

Створюємо модель космічного апарата за зразком.

Щоб позбутися впливу атмосфери Землі та реєструвати все випромінювання від небесних світил, нині встановлюють спеціально сконструйовані телескопи на штучних супутниках Землі. Такі супутники також вважають обсерваторіями. Найбільшою серед них є космічний телескоп Джеймса Вебба. Він має об’єктив (дзеркало) діаметром 6,5 м і працює в міжпланетному просторі на відстані 1,5 млн км від Землі. 

Україна також належить до відомих астрономічних держав світу. Найвідоміші класичні університети (Київський, Львівський, Харківський, Одеський) від дня свого заснування мають астрономічні обсерваторії. Нині в нашій країні діють майже десять астрономічних обсерваторій. 

🎥 Подивися відео «Астрономічні інструменти». 

Які найбільші українські астрономісні обсерваторії

Головну астрономічну обсерваторію Національної академії наук України (ГАО НАН України) засновано 1944 р. Її побудовано на південних околицях м. Києва й оснащено кількома телескопами, найбільший з яких має діаметр об’єктива 2 м. Цей телескоп установлено на Кавказі поблизу гірської вершини Ельбрус. Науковці ГАО визначають положення небесних тіл на небесній сфері, вивчають обертання Землі, досліджують тіла Сонячної системи, Сонце, зорі й галактики. 

Кримську астрофізичну обсерваторію (КрАО) засновано 1945 р. Її розміщено неподалік від Бахчисарая на невеликій плоскій вершині й оснащено кількома різними телескопами. Серед них – найбільший в Україні телескоп з діаметром об’єктива (головного дзеркала). 

🎥 Подивися відео «Астрономічні обсерваторії України і світу». 

Від небесних тіл до Землі проникає не тільки видиме людиною світло, але і радіохвилі. Тобто небесні об’єкти можна не лише бачити, але й слухати від них радіосигнали. Для цього використовують радіотелескопи. Одні з них зовні схожі на антени супутникового телебачення, але вони значно більшого розміру. Космічне радіовипромінювання збирає металева антена у вигляді дзеркала. Інші радіотелескопи складаються з великої кількості окремих антен плоскої форми. Усі разом вони утворюють одну радіоантену великої площі. 

Найбільший нині радіотелескоп FAST має діаметр антени 500 м. Він розміщений у Китаї. 

🎥 Подивися відео «Радіотелескоп FAST». 

В Україні під Харковом працює найбільший у світі радіотелескоп, що реєструє довгі радіохвилі, – УТР-2 (український Т-подібний радіотелескоп 2-ї модифікації). Його ефективна площа (площа, якою він сприймає випромінювання) становить 150 тис. кв. м. 

🎥 Подивися відео «Найбільший радіотелескоп УТР-2». 

У чому перевага космічних телескопів перед наземними? Нині на орбіті Землі та в міжпланетному просторі працює кілька телескопів і обсерваторій. З’ясуйте за допомогою додаткових джерел інформації (книжки, інтернет), чому астрономи прагнуть розмістити телескопи в космосі. За результатами пошуків підготуйте коротке повідомлення.