李龙臣 2007年03月01日 11:20
地面可见光望远镜
伽利略制造的第一架天文望远镜为可见光望远镜,它用透镜来收集光,为折射式望远镜。后来,牛顿在研究光怎样被透镜分解时, 发现透镜总是形成有颜色条纹的图案,于是他在1668年制造了一台用抛物面玻璃收集光的反射式望远镜,它比折射式望远镜能收集到更多的光,提供更多的信息。因此,现代大多数专业可见光望远镜都是反射式望远镜,镜子的直径达几米。为了避免低层大气流动引起图像变形,可见光望远镜都建在山顶上,如我国南京紫金山天文台。
为了减少光的损失、获得更大的清晰视场,德国天文光学家B.V.施密特在1931年创造了折反射式望远镜,常被称为“施密特望远镜”。这种望远镜能拍摄很大一块天空的景象,这对自动跟踪和观察天体很有用。
望远镜的口径越大,收集的光越多,看到的天体越清晰具体。但口径越大,会因自身重量而变形,制造、运输和操纵也困难;同时,口径超过8米的镜子,大气的不断流动也会使图像变得模糊不清,于是科学家就将望远镜的镜子化整为零。如美国设在夏威夷、分别于1993年和1996年投入使用的两台凯克望远镜,它们的口径10米的镜子,是由36块小镜子组成的。
为了创建口径更大的望远镜,科学家们利用射电望远镜技术和光学合成的办法,将几座独立的望远镜合在一起,来模拟大口径望远镜。如英国剑桥光学孔径合成望远镜,是由5个相距100米的望远镜,来模拟口径100米的望远镜成像,它可以看到1000千米以外的汽车牌照。
2001年投入使用的欧洲南方天文台(位于智利),则用一台大功率电子计算机将4座口径为8.2米的望远镜连接起来,其中每一座都比肉眼敏感10亿倍。连接起来的巨型望远镜能采集到相当于口径16.4米的镜子所收集到的光,是当前世界上最大的望远镜。如果跟当地另外3座口径1.8米的望远镜协同工作,可以用来观察航天员在月面上的行走。
美国的大型双筒望远镜,口径2x8.4米,相当口径11.9米的望远镜,居大型望远镜第二位。
为了弥补空气流动给大型光学望远镜图像造成的不清晰,科学家们还采用了自补偿光学设备,就是用大功率激光产生一颗模拟天体,当模拟天体穿越大气层时,计算机计算出它的光路受到怎样的影响;与此同时,计算机不断调整望远镜的一个柔性镜面,把光汇聚成一点,使望远镜得到十分清晰的图像。
世界上著名的望远镜还有英国1675年建成的格林威治天文台、美国1948建成的口径5米帕洛马山海尔天文台、苏联1976年建成的口径6米高加索山天文台、美国口径11米不可操纵的霍比——埃伯利望远镜、日本设在夏威夷口径8.3米的苏巴鲁望远镜、国际的口径8.1米的大型双子座望远镜等。