Kính thiên văn là gì? Những điều mà có thể bạn chưa biết về kính thiên văn

Kính thiên văn phản xạ sử dụng gương để thu thập và hội tụ ánh sáng. Tất cả các thiên thể ở rất xa nhau nên ánh sáng truyền tới Trái đất từ ​​chúng là các tia song song. Vì các tia song song nên gương của kính phản xạ có dạng parabol, cho phép các tia song song được hội tụ tại một điểm. Tất cả các kính nghiên cứu thông thường và kính nghiệp dư lớn đều là kính thiên văn phản xạ vì chúng ưu việt hơn kính  khúc xạ. Kính hợp chất có thể được coi là “vật lai” giữa vật phản xạ và vật liệu khúc xạ. Chúng kết hợp hai phẩm chất tốt nhất và do đó được cung cấp ở mức giá cao hơn.

Tổng quan về kính thiên văn

Kính phản xạ hoạt động dựa trên hiện tượng phản xạ của các vật ở xa qua gương thông qua hiện tượng phản xạ bức xạ điện từ.
Một trong những kính thiên văn phản xạ đầu tiên do nhà thiên văn học người Scotland James Gregory phát minh năm 1663 sử dụng gương cầu lõm thay vì thấu kính hội tụ để thu thập ánh sáng tới và tạo thành hình ảnh. Hình ảnh có thể được chụp hoặc phóng đại thêm bằng gương phụ. Kính viễn vọng phản xạ có ưu điểm lớn là tránh được hiện tượng tán xạ.
Đối với tất cả các kính viễn vọng, số lượng photon thu được tỷ lệ thuận với diện tích của vật nhận (gương kính viễn vọng khúc xạ và thấu kính kính viễn vọng khúc xạ). Đồng thời, độ phân giải tỷ lệ thuận với đường kính của đầu thu. Ví dụ, sử dụng gương bán kính đôi tăng gấp bốn lần khả năng thu thập ánh sáng và tăng gấp đôi độ phân giải. Tăng kích thước gương dễ hơn tăng kích thước thấu kính. Đây cũng là một ưu điểm của kính phản xạ.

Hôm nay chúng ta đã thấy thế giới lân cận trông như thế nào, vũ trụ đẹp như thế nào, một vụ nổ siêu tân tinh ngoạn mục và hình ảnh đầu tiên về lỗ đen của Trái đất. Cảm ơn bạn vì kính viễn vọng! Không nghi ngờ gì nữa, kính thiên văn đã trở thành công cụ được sử dụng rộng rãi nhất trong thiên văn học và vật lý thiên văn. Những người muốn nghiên cứu trong lĩnh vực này cuối cùng sẽ cần một kính viễn vọng. Bài viết này nhằm mục đích tìm hiểu thêm về thiết bị tuyệt vời này. Kính viễn vọng thực sự đã giúp chúng tôi khám phá ra vị trí của mình trong không gian. Trước đây, ngay cả thuyền trưởng và hải tặc cũng sử dụng kính viễn vọng với độ phóng đại 4x và trường nhìn rất hẹp. Tuy nhiên, kính viễn vọng ngày nay là một chuỗi kính viễn vọng khổng lồ có thể quan sát mọi ngóc ngách của vũ trụ. Kính viễn vọng hoạt động giống như một con mắt phóng đại và giúp bạn nhìn thấy những gì bạn không thể nhìn thấy bằng mắt thường.

Về mặt kỹ thuật, kính viễn vọng là một thiết bị quang học có thể phóng đại hình ảnh của một vật ở xa bằng cách sử dụng một hệ thống kính đeo mắt và gương cong được sắp xếp theo một trật tự cụ thể. Thuật ngữ “kính viễn vọng” thường dùng để chỉ kính viễn vọng quang học, nhưng nó đã trải qua những thay đổi lớn kể từ khi được giới thiệu vào thế kỷ 17. Kết quả là ngày nay có nhiều loại kính viễn vọng khác nhau. Không gian hoạt động trong một loạt các bước sóng, từ sóng vô tuyến đến tia gamma. Mục đích chính của kính viễn vọng là thu thập ánh sáng và bức xạ do các vật thể ở xa phát ra và tập trung vào tiêu điểm mà tại đó hình ảnh có thể được quan sát, chụp ảnh hoặc kiểm tra.

 Lịch sử của kính viễn vọng

Kính quan sát vũ * đầu tiên được sản xuất cách đây khoảng 400 năm, chính xác là vào năm 1608 bởi một nhà sản xuất kính Hà Lan tên là Hans Lippelsie. Lippelcy không yêu cầu được cấp bằng sáng chế, nhưng tin tức về phát minh mới của công ty đã lan như “lửa” khắp châu Âu. Về cơ bản, thiết kế của Lippelcy bao gồm thị kính lồi và lõm. Thiết bị này có thể chia tỷ lệ các đối tượng lên gấp 3 lần tỷ lệ ban đầu của chúng.

Galileo Galilei bắt đầu thiết kế ngay lập tức khi ông nghe nói về kính quan sát vũ trụ Hans Lippelsie vào năm 1609, mà không cần nhìn vào thiết bị của Hans. Ông đã cải thiện đáng kể công suất của kính quan sát vũ trụ, đạt độ phóng đại 20x. Galileo cũng là người đầu tiên hướng kính quan sát vũ trụ lên bầu trời, phát hiện ra 4 mặt trăng lớn nhất của Sao Mộc vào năm 1610.

Kính viễn vọng Không gian James Webb mạnh hơn 100 lần so với Kính viễn vọng Không gian Hubble của NASA hoặc của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu được phóng cách đây hơn 30 năm. Kính viễn vọng Hubble chỉ quan sát phần có thể nhìn thấy được của quang phổ điện từ và quan sát các tia tử ngoại và tia hồng ngoại có thể nhìn thấy bằng mắt thường. Kính viễn vọng không gian Hubble đã cho chúng ta những hình ảnh tuyệt vời về các thiên hà xa xôi, các đám mây bụi giữa các vì sao hoặc các hành tinh trong hệ mặt trời của chúng ta. Tuy nhiên, khả năng của Hubble không thể trả lời tất cả các câu hỏi về thành phần của vũ trụ.

Theo France24, Kính viễn vọng Không gian James Webb không chỉ là về công nghệ hồng ngoại. Gương chính có đường kính 6,5 mét (gần gấp ba lần Kính viễn vọng Hubble) bao gồm 18 đoạn hình lục giác. 132 động cơ nhỏ có kích thước bằng một phần nhỏ bước sóng của ánh sáng lân cận. 10.000 sợi tóc của con người tạo thành một thấu kính hoàn hảo. Tất cả các nguyên tố đều được làm bằng berili. Berili là một vật liệu nhẹ và bền nhưng cực kỳ nguy hiểm trong sản xuất. Chất liệu này giúp máy giữ được hình dạng ở nhiệt độ rất thấp. Gương chính được phủ một lớp vàng dày 700 nguyên tử (bằng 1/1000 sợi tóc người) để tối ưu hóa phản xạ tia hồng ngoại. Do kích thước lớn của
, nó có thể được sử dụng một lần trong không gian gương cần gấp ba. Nếu không, bạn không có tên lửa đủ lớn để mang nó. Sau khi phóng và đi đúng hướng, thử thách đặt ra là làm cho chiếc gương trở lại hình dạng ban đầu. Theo Le Figaro, quá trình xác định thành công hay thất bại kéo dài 2 tuần nguy hiểm này của một dự án đã tiêu tốn 40 triệu giờ công và gần 13 tỷ USD, với hy vọng kiến ​​thức về vũ trụ ngày càng tăng. NASA đã thống kê được 344 sự cố tiềm ẩn. Quá trình gấp và mở tấm gương đã được lặp lại nhiều lần trên mặt đất, và đây là lần đầu tiên nó diễn ra trong không gian.

Các mẫu kính thiên văn phổ biến hiện nay

Có nhiều loại kính viễn vọng,  cũng có nhiều cách phân loại. Nó dựa trên vị trí của thấu kính và gương. Dựa trên loại bức xạ mà kính nhận được; tùy thuộc vào điều kiện bên ngoài mà kính có thể chịu được, có ba loại kính thiên văn cơ bản mà từ đó có thể phát triển các phiên bản nâng cao hơn thích hợp cho không gian nội thất học tập bạn nhé. Ba loại là:

Kính thiên văn khúc xạ:

-Kính thiên văn đầu tiên được phát triển là Kính viễn vọng khúc xạ. Kính thiên văn khúc xạ sử dụng thấu kính để thu thập và hội tụ ánh sáng. Các thấu kính được đặt trước kính thiên văn và ánh sáng bị nhiễu xạ (khúc xạ) khi đi qua các thấu kính này. Hầu hết những người mới bắt đầu tìm hiểu thiên văn học đều sử dụng kính thiên văn khúc xạ vì nó dễ sử dụng hơn và ít phải bảo dưỡng hơn các loại khác.

Kính thiên văn phản xạ:

Kính thiên văn phản xạ sử dụng gương để thu thập và tập trung ánh sáng. Tất cả các thiên thể ở rất xa nhau nên ánh sáng truyền tới Trái đất từ ​​chúng là các tia song song. Vì các tia song song nên gương của kính thiên văn phản xạ có dạng parabol, cho phép các tia song song được hội tụ tại một điểm. Tất cả các kính thiên văn nghiên cứu thông thường và kính thiên văn nghiệp dư lớn đều là kính thiên văn phản xạ vì chúng ưu việt hơn kính thiên văn khúc xạ.

Kính thiên văn kết hợp / khúc xạ-Kính thiên văn phức hợp có thể được coi là “vật lai” giữa gương phản xạ và kính thiên văn khúc xạ. Họ kết hợp những gì tốt nhất của cả hai thế giới.

.

 Các thuật ngữ liên quan đến kính thiên văn

Độ phóng đại: Thông số này cho biết khả năng của kính thiên văn trong việc tăng kích thước biểu kiến ​​của đối tượng quan sát. Độ phóng đại có thể được xác định bằng cách chia tiêu cự của kính thiên văn (tức là, vật kính) cho tiêu cự của thị kính. Do đó, tiêu cự của thị kính càng dài thì độ phóng đại đạt được càng thấp, nhưng hình ảnh thu được sẽ sáng hơn.

Khẩu độ càng lớn thì ảnh càng sáng. Kính viễn vọng gia đình tốt có khẩu độ từ 20-300 mm (3,15 “-12”) trở lên. Một số kính thiên văn chuyên nghiệp trị giá hàng triệu đô la lớn có khẩu độ lên đến 10 m (400 inch). Nó có kích thước tương đương với một cái ao nuôi cá nhỏ. Thấu kính hoặc gương thu ánh sáng từ một vật ở xa và đưa vật đó vào tiêu điểm. Độ dài từ thấu kính đến tiêu điểm gọi là tiêu cự. Thấu kính thứ hai, gọi là thị kính, được đặt gần điểm hội tụ ánh sáng từ thấu kính. Thị kính phóng đại hình ảnh ra khỏi thấu kính và cũng có tiêu cự. Có thể dễ dàng tính toán độ phóng đại của kính thiên văn và thị kính. Giả sử tiêu cự của thấu kính là “F” và tiêu cự của thị kính là “f”, độ phóng đại của sự kết hợp giữa kính thiên văn và thị kính là F / f. Ví dụ, nếu kính thiên văn có vật kính có tiêu cự 1200 mm (khoảng 48 inch) và thị kính có tiêu cự 25 mm (khoảng 1 inch), độ phóng đại của kính thiên văn sẽ là 1200/25 = 48x . Hầu như tất cả các kính thiên văn đều cho phép bạn thay đổi thị kính sang các độ phóng đại khác nhau. Trong ví dụ này, nếu bạn cần độ phóng đại 100x, hãy sử dụng thị kính có tiêu cự 12mm.