Sposoby obserwacji widm gwiazdowych
8 Wrz 2004r. w
Widma Gwiazd napisał/a
Marcin Szulc
Do celów przeglądowych, w których staramy się poznać ogólne właściwości widm gwiazd, stosujemy pryzmaty obiektywowe, do badań zaś bardziej szczegółowych stosowane są spektrogramy szczelinowe. Pryzmaty obiektywowe są zazwyczaj stosowane w układach soczewkowo – zwierciadlanych teleskopów typu Schmidta lub Maksutowa, które ze względu na swą dużą siłę światła pozwalają na obserwacje widm słabych gwiazd.
Do celów przeglądowych, w których staramy się poznać ogólne właściwości widm gwiazd, stosujemy pryzmaty obiektywowe, do badań zaś bardziej szczegółowych stosowane są spektrogramy szczelinowe. Pryzmaty obiektywowe są zazwyczaj stosowane w układach soczewkowo – zwierciadlanych teleskopów typu Schmidta lub Maksutowa, które ze względu na swą dużą siłę światła pozwalają na obserwacje widm słabych gwiazd.
Do niedawna do obserwacji poszczególnych gwiazd stosowano prawie wyłącznie pryzmatyczne spektrografy szczelinowe. Są one jeszcze nadal często stosowane do obserwacji widm gwiazdowych, coraz częściej jednak obserwujemy widm gwiazd za pomocą spektrografów dyfrakcyjnych, opartych na ugięciu światła gwiazd przez siatki dyfrakcyjne. Ma to szczególnie duże znaczenie przy obserwacjach na długofalowej części widzialnego widma, dla której pryzmatyczne spektrografy dają małą dyspersję.
Przy obserwacjach widm gwiazdowych stosowana bywa dyspersja o dużej rozpiętości, od 1,5 Å do 1000 Å na mm. Spektrografy o dużej dyspersji wymagają skupienia dużej ilości światła na szczelinie i mogą znaleźć zastosowanie tylko w połączeniu z wielkimi teleskopami i to dla jasnych gwiazd. Spośród spektrografów, służących obecnie do obserwacji widm gwiazdowych, największą dyspersję, wynoszącą 1,5 Å na mm, daje spektrograf szczelinowy 210 cm teleskopu zwierciadlanego Obserwatorium Mc Donalda w Fort Davis (Stan Teras, USA), Widma słabych gwiazd obserwujemy przy małej dyspersji. Za pomocą 5 m teleskopu, stosując całonocną ekspozycję, osiągnąć można w przypadku małej dyspersji widmo gwiazdy 18m.
Na ogół widma gwiazd uzyskujemy na drodze fotograficznej. Niekiedy jednak płyta fotograficzna może być zastąpiona przez fotomnożnik umieszczony za drugą szczeliną, wydzielającą z widma gwiazdy niewielką część widma. Przesuwając tę drugą szczelinę wzdłuż widma możemy zarejestrować rozkład natężeń na tle gwiazdy.
W spektrografach szczelinowych traci się dużo światła na skutek absorpcji, odbić i ugięcia. Starty te mogą przewyższać 80 % natężenia padającego światła gwiazdy na obiektyw lub wklęsłe zwierciadło teleskopu. Dyspersja pryzmatów ulega zmianom wraz ze zmianą temperatury, wskutek czego duże spektrografy należy umieszczać w termostatach zapewniających stałość temperatury.
Nieco mniej wrażliwe na zmiany temperatury niż pryzmaty są siatki dyfrakcyjne, Podczas gdy w spektrografach pryzmatycznych należy dążyć, aby zmiany temperatury były mniejsze od 0,5o, to w przypadku siatek dyfrakcyjnych zmiany temperatury mogą być niekiedy dopuszczalne nawet do 10o bez wyraźnej szkody dla widma. Oczywiście spektrografy powinny mieć dużą sztywność mechaniczną, aby nie występował w aparaturze efekt gięcia.
Obserwator powinien jeszcze liczyć się z różnymi czynnikami zniekształcającymi widmo gwiazdy, np. z rozszczepianiem światła gwiazdy przez atmosferę ziemską wskutek zmiany atmosferycznego współczynnika załamania światła wraz z długością fal. Rozszczepienie to sprawia, że obraz gwiazdy jest w istocie krótkim widmem rozciągniętym wzdłuż koła wierzchołkowego gwiazdy.
Z tych wszystkich uwag wynika, że praca astronoma obserwatora, dążącego do uzyskania szczelinowych widm gwiazdowych o wysokiej jakości, wymaga szczególnie dużej staranności, dobrej aparatury i uwzględnienia wielu czynników, które mogą wywoływać systematyczne efekty w widmie gwiazdy. Mniej złożone jest otrzymywanie widm za pomocą pryzmatów obiektywowych, dających od razu widma wielu gwiazd na kliszy w niewielkiej dyspersji.
Pryzmaty obiektywowe mają niewielkie kąty łamiące, przeważnie od 4o do 8o, aby umożliwić fotografowanie widm słabych gwiazd. Największy pryzmat obiektywowy o średnicy 100 cm znajduje się w teleskopie sytemu Schmidta w Biurakańskim Obserwatorium.
Referencje:
Eugeniusz Rybka: "Astronomia Ogólna" wyd. VI
Odpowiedz na pytanie zadane w sondzie.
Zjawiska oraz wydarzenia w nadchodzącym miesiącu.
Twoje Imię
29.03.2024, 12:32