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.



18. vesmírný týden 2026

18. vesmírný týden 2026

Přehled událostí na obloze a v kosmonautice od 27. 4. do 3. 5. 2026. Měsíc bude v úplňku. Večer je nízko nad západem jasná Venuše a o něco výše je Jupiter. Aktivita Slunce se zvýšila. Kometa C/2025 R3 (PanSTARRS) prošla zorným polem koronografů a zjasnila asi na 1 mag. V Polsku se díky českým astronomům podařilo nalézt železný meteorit z pádu výrazného bolidu 17. 4. Raketa New Glenn společnosti Blue Origin potřetí startovala a stejný první stupeň podruhé přistál, ale náklad nebyl dopraven. K ISS se přibližně po měsíci vydal další nákladní Progress. V roce 1006 byla v souhvězdí Vlka spatřena jasná supernova.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

LDN 1448

Titul Česká astrofotografie měsíce za březen 2026 obdržel snímek Zdeňka Vojče s názvem „LDN 1448“ Březnové kolo soutěže Česká astrofotografie měsíce, kterou zaštiťuje Česká astronomická společnost, vyhrál snímek s názvem „LDN 1448“ astrofotografa Zdeňka Vojče. Objekt označovaný jako LDN 1448, známý

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

M 94

Messier 94 – Galaxia Mačacie oko Messier 94, známa aj ako NGC 4736, je špirálová galaxia v súhvezdí Poľovné psy. Od Zeme je vzdialená približne 16 miliónov svetelných rokov a patrí medzi výrazné galaxie severnej jarnej oblohy. Objavil ju francúzsky astronóm Pierre Méchain v roku 1781 a krátko nato ju Charles Messier zaradil do svojho známeho katalógu. M94 je na prvý pohľad nápadná mimoriadne jasnou centrálnou oblasťou. Tá je obklopená vnútorným prstencom, v ktorom prebieha intenzívna tvorba nových hviezd. Na astrofotografii sa tieto aktívne oblasti prejavujú ako jemné červenkasté štruktúry, teda oblasti ionizovaného vodíka, kde mladé horúce hviezdy ožarujú okolitý plyn. Zaujímavá je aj slabšia vonkajšia oblasť galaxie. Staršie popisy ju často označovali ako vonkajší prstenec, no modernejšie pozorovania ukázali, že ide skôr o zložitejšiu štruktúru vonkajších špirálových ramien a aktívneho disku. Práve táto nenápadná, rozptýlená časť galaxie je na fotografii náročnejšia na zachytenie, pretože má veľmi nízku plošnú jasnosť a ľahko zaniká v pozadí oblohy. Jadro M94 je klasifikované ako LINER, teda oblasť s nízko ionizovanými emisnými čiarami. V centre galaxie sa nachádza aj supermasívna čierna diera s hmotnosťou približne 16 miliónov hmotností Slnka. M94 je preto zaujímavá nielen svojím vzhľadom, ale aj dynamikou centrálnej oblasti. Táto galaxia je výborným príkladom objektu, ktorý na prvý pohľad pôsobí pomerne jednoducho – ako jasné galaktické jadro obklopené hladkým diskom. Pri hlbšom pohľade sa však ukáže zložitejšia stavba: vnútorný hviezdotvorný prstenec, slabé vonkajšie ramená, jemný galaktický disk a množstvo vzdialených galaxií v pozadí. Práve tieto detaily robia z M94 veľmi zaujímavý cieľ pre astrofotografiu. LRGB+Ha+NIR verzia Vybavenie: SkyWatcher NEQ6Pro, GSO Newton astrograf 200/800 (200/600 F3), Starizona Nexus 0.75x komakorektor, Touptek ATR585M, AFW-M, Touptek LRGB filtre, Baader SHO UltraHighspeed F2 3,5-4nm, Baader SLOAN i´, Gemini EAF focuser, guiding TS Off-axis + PlayerOne Ceres-C, SVBony 241 power hub, DIY Rapsberry Pico klapka s flat panelom, automatizovaná astrobúdka s mojím vlastným OCS (observatory control system). Software: NINA, Astro pixel processor, GraXpert, Pixinsight, Adobe photoshop Lights 150x180sec. R, 138x180sec. G, 138x180sec. B, 389x120sec. L, 98x600sec Halpha, 160x120sec SLOAN i´, flats, master darks, master darkflats Gain 150, Offset 300. 25.2. až 18.4.2026 Belá nad Cirochou, severovýchod Slovenska, bortle 4

Další informace »