Úvodní strana  >  Články  >  Ostatní  >  Jak funguje astronomický dalekohled - díl druhý

Jak funguje astronomický dalekohled - díl druhý

Hubbleův kosmický teleskop
Hubbleův kosmický teleskop
V prvím díle jsme si uvedli základní typy dalekohledů a obecné rozdíly mezi nimi. Vysvětlili jsme si, proč dalekohled "nezvětšuje" podle běžné představy, ale že vhodnější by bylo jeho hlavní funkci předstvavovat jako "přiblížení". Také jsme si popsali důvody, proč nemůžeme od dalekohledu očekávat nekonečně možné přiblížení. V dnešní druhé části se poněkud více zaměříme na fotometrické problémy související s funkcí dalekohledu.

Laik nyní může položit další otázku: K čemu je dalekohled dobrý, když "nezvětšuje"? Odpověď se opět sestává ze dvou částí:

  • Pozorujeme-li objekty plošné, byť nepatrných rozměrů (planety, hvězdokupy, mlhoviny), v dalekohledu je opravdu vidíme "zvětšené".
  • Hlavní funkcí dalekohledu je zvýšení osvětlení oka (nebo jiného detektoru záření).

Pohleďme na schéma chodu paprsků v Keplerově dalekohledu. Je zřejmé, že poměr průměrů světelných svazků. je roven poměru vzdáleností průsečíku paprsků od obou optických členů. Jejich průřez je pak úměrný druhé mocnině jejich průměrů. Např. při stonásobném zvětšení se průřez svazku paprsků zmenší desettisíckrát. Poněvadž světelný tok se (při zanedbání ztrát v dalekohledu) nezměnil, je osvětlení oka, dané poměrem světelného toku a průřezu svazku paprsků zvětšeno desettisíckrát. To teoreticky znamená, že projde-li celý svazek zornicí oka a má právě takový průměr, jako zornice oka pozorujícího bez dalekohledu, můžeme pozorovat hvězdy o 10 mag. slabší (= 2,5.log 10 000), než při pozorování pouhým okem.

Při uvážení ztrát odrazy na optických plochách bude zisk přibližně 9 mag. Tento příklad je jen pro ilustraci, k čemu vlastně dalekohled slouží. Skutečnost je podstatně složitější. Uplatňují se totiž změny jasu pozadí a způsob zpracování světleného signálu v oku.

Jas L objektu lze vypočítat z rovnice

L = Φ.S-1.Ω-1

kde Φ je světelný tok vyzařovaný objektem a dopadající na objektiv (či zornici oka) o ploše S kolmo, viděný pod prostorovým úhlem Ω (Šulc, 2009).

Zaveďme označení:

D … průměr objektivu dalekohledu
z … zvětšení dalekohledu
d … průměr zřítelnice oka
E … osvětlení způsobené nepatrným plošným objektem, předpokládejme navíc kolmý dopad světla na objektiv nebo oko. Platí E = Φ.S-1.
k … optická propustnost dalekohledu pro světlo, 0 < k < 1.

1. Nechť dD/z. Potom:

(1) Sob = πD2/4 je plocha objektivu;
(2) Sok = πd2/4 je plocha zornice oka;
(3) E.Sob je světelný tok dopadající na objektiv;
(4) E.Sok je světelný tok dopadající na zornici pouhého oka;
(5) k.E.Sob je světelný tok vycházející z dalekohledu ve svazku o průměru D/z;
(6) Sp = πD2/4z2 je průřez svazku vystupujícího z dalekohledu;
(7) z2d2/D2 je poměr průřezů Sok a Sp, který udává okem využitelnou část světelného toku vycházejícího z dalekohledu.

Výraz

(k.E.Sob).(Sok/Sp)/(E.Sok) = k.z2

udává, kolikrát se zvýší světelný tok do oka hledícího do dalekohledu oproti světelnému oku do oka neozbrojeného. Při pozorování dalekohledem se však prostorový úhel objektu zvětší také z2 - krát, takže, jestliže jeho jas byl L0, je při pozorování dalekohledem jeho zdánlivý jas L = k.L0 < L0.

2. Nechť d > D/z. Potom

k.E.Sob/(E.Sok) = k.D2/d2

je poměr světelných toků při pozorování dalekohledem a pouhým okem. Poněvadž však prostorový úhel pozorovaného objektu se zvýšil z2 krát, je jas objektu

L = L0.k.D2/(d.z)2 < L0,

což představuje ještě výraznější pokles jasu než v předchozím případě. Závěr: Při pozorování dalekohledem se jas plošných objektů (a tudíž také oblohy) vždy zmenší. Kontrast bodových objektů vůči pozadí se tím zvýší.

Jiná je situace při pozorování bodových zdrojů. Pokud je dD/z, pak poměr světelných toků při pozorování dalekohledem a neozbrojeným okem je rovný k.z2, kdežto v opačném případě k(D/d)2.

Dokončení v příštím díle.

Reference
[1] Šulc M., Kosmické rozhledy 1976, No 2, pp. 80-81
[2] Šulc M., 2009, Radiometrické a fotometrické veličiny v astronomii - Díl první
[3] Šulc M., 2009, Radiometrické a fotometrické veličiny v astronomii - Díl druhý
[4] Šulc M., 2009, Radiometrické a fotometrické veličiny v astronomii - Díl třetí




O autorovi

Miroslav Šulc

Miroslav Šulc

Narozen 1941, v roce 1963 promoval na přírodovědecké fakultě Univerzity J. E. Purkyně (dříve a nyní Masarykova univerzita) v oboru matematika-fyzika (s titulem promovaný fyzik-učitel). Od té doby zaměstnán jako učitel na střední škole. Od r. 1954 do r. 1986 externí spolupracovník brněnské hvězdárny. Od r. 1959 člen České astronomické společnosti. Od r. 1996 hospodář výboru SMPH. Od r. 2006 v definitivním důchodu.



48. vesmírný týden 2025

48. vesmírný týden 2025

Přehled událostí na obloze a v kosmonautice od 24. 11. do 30. 11. 2025. Měsíc bude v první čtvrtiNa večerní obloze je dobře vidět Saturn, během noci je vysoko Jupiter. Setkání Venuše s Merkurem na ranní obloze bude pro pozorovatele obtížné vidět. Aktivita Slunce je nyní zatím nízká. SpaceX čelí problému při testech Super Heavy, Blue Origin mezitím připravuje lander pro Artemis a vylepšuje raketu New Glenn. ESA má vrcholný meeting, na němž se proberou plány pro příští roky. K ISS startuje Sojuz MS-28 s tříčlennou posádkou. Před 110 lety byla publikována Obecná teorie relativity Alberta Einsteina.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

Kométa C/2025 A6 Lemmon a Lomnický štít

Titul Česká astrofotografie měsíce za říjen 2025 obdržel snímek „Kométa C/2025 A6 Lemmon a Lomnický štít“, jehož autorem je astrofotograf Robert BarsaCitron je žlutý kyselý plod citroníku z druhu citrusovitých. Používá se nejen v potravinářství … A právě jméno tohoto plodu si vybrali naši

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Kométa 3I/ATLAS

3I/ATLAS – medzihviezdna kométa na návšteve Medzihviezdna kométa 3I/ATLAS patrí medzi veľmi vzácnu skupinu objektov, o ktorých vieme, že do našej Slnečnej sústavy prileteli z iného hviezdneho systému. Pohybuje sa po silno hyperbolickej dráhe, takže ju pri ďalšom obehu už znovu neuvidíme – len raz preletí okolo Slnka a opäť zmizne do medzihviezdneho priestoru. Na zábere z ranných hodín 28. 11. 2025 dominuje zelenkastá kóma kométy v spodnej časti obrazu. Jemný prachový chvost sa rozlieva šikmo nahor medzi hviezdami, ktoré ostávajú ostré a nehybné – pekná pripomienka toho, že sledujeme rýchleho hosťa na pozadí vzdialeného hviezdneho poľa našej Galaxie. Aj keď 3I/ATLAS na oblohe nepatrí k najjasnejším kométam, možnosť zachytiť medzihviezdnu návštevníčku je výnimočná. Každý takýto objekt prináša jedinečný pohľad na materiál a históriu iných planetárnych systémov – a táto fotografia je malou “pamiatkou” na jej krátku zastávku v našej kozmickej „štvrti“. Už z voľby kompozície je jasné že som čakal trocha výraznejší chvost ???? Technické údaje: Vybavenie: SkyWatcher NEQ6Pro, GSO Newton 200/800 (200/600 F3) + Starizona Nexus 0.75×, Touptek ATR585M mono, AFW-M + Touptek LRGB filtre, Gemini EAF, guiding TS Off-axis + PlayerOne Ceres-C, SVBony 241 power hub, automatizovaná astrobúdka s mojím vlastným OCS (Observatory Control System). Software: NINA, Astro Pixel Processor, PixInsight, Adobe Photoshop. Expozície: L 20x60s, RGB 12×90 s, master bias, flats, darks, darkflats. Gain 150, Offset 300. 28.11.2025 Belá nad Cirochou, severovýchod Slovenska, bortle 4

Další informace »