Czy ten teleskop ma tylko otwór 4-ostrzowy?

44

Właśnie patrzyłem na zdjęcie z projektu APOD NASA

anteny

Zauważyłem, że wybuchy gwiazd są bezpośrednio poziome i pionowe. Jeśli dobrze pamiętam, na mojej lustrzance cyfrowej dostaję jeden promień na ostrze. Czy to oznacza, że ​​albo teleskop Hubble'a, albo teleskop Subaru NAOJ ma po prostu 4 ostrza?

Jeśli nie, co jeszcze spowodowałoby taki wzór serii?

Wayne Werner
źródło
1
Czy te teleskopy oparte są raczej na zwierciadłach niż soczewkach?
Crowley
Za to, co jest warte, więcej informacji technicznych na temat tego obrazu na astrobin.com/293303 (pełne rzeczy astronomicznych, których nie rozumiem, więc po prostu podając link ...)
mattdm
1
Jest mało prawdopodobne, aby teleskop miał zmienną aperturę. Kwadratowa migawka lub stały kwadratowy otwór nie jest niemożliwy. Ale znacznie bardziej prawdopodobne jest, że będzie to efekt wywołany przez CCD i proces jego odczytu.
Chris H

Odpowiedzi:

76

To, co widzisz, nie jest wynikiem przysłony przysłony jak w aparacie. 4-punktowe skoki dyfrakcyjne w teleskopie są powodowane przez 4 rozpórki utrzymujące odbłyśnik w teleskopie lustrzanym. Ten diagram z artykułu na temat pików dyfrakcyjnych w Wikipedii pokazuje wzór dyfrakcji (poniżej) utworzony przez odpowiednie ustawienie rozpórki (powyżej):

Porównanie wzorów pików dyfrakcyjnych różnych układów rozpór
Porównanie wzorów dyfrakcji kolczastych różnych ustaleń rozporowych przez Cmglee , via Wikimedia Commons. CC BY-SA 3.0

Obraz składa się z kilku zdjęć i danych z Teleskopu Subaru na Hawajach i Kosmicznego Teleskopu Hubble'a . Co ciekawe, teleskop Subaru ma układ 4-kolumnowy, ale nie są od siebie oddalone o 90 °. Jednak na tym złożonym obrazie prawdopodobne jest, że dane dla jasnych gwiazd pochodzą z Hubble'a.

Konfiguracja 4-rozpórkowego lustra Hubble'a słynie z generowania długich, wąskich skoków dyfrakcyjnych na jasnych gwiazdach. Z FAQ Hubble'a :

Dlaczego gwiazdy mają zniekształcenie w kształcie krzyża na większości obrazów Hubble'a? Dlaczego galaktyki nie?

Kształt krzyża widoczny na jasnych obiektach (takich jak gwiazdy) na obrazach Hubble'a jest formą zniekształceń widoczną we wszystkich teleskopach, które używają lustra zamiast soczewki do skupiania promieni świetlnych. Krzyże, zwane skokami dyfrakcyjnymi, są spowodowane nieznacznym zaburzeniem toru światła, gdy przechodzi on przez rozpórki w kształcie krzyża, które podtrzymują zwierciadło wtórne teleskopu.

Jest to zauważalne tylko w przypadku jasnych obiektów, w których dużo światła koncentruje się w jednym miejscu, takich jak gwiazdy. Ciemniejsze, bardziej rozłożone obiekty, takie jak mgławice lub galaktyki, nie wykazują widocznych poziomów tego zniekształcenia.


Powiedziałeś,

Jeśli dobrze pamiętam, na mojej lustrzance cyfrowej dostaję jeden promień na ostrze.

Jeśli przez „promień” rozumiesz pojedynczą linię od środka gwiazdy na zewnątrz, to nie. Dostajesz dwa na ostrze. Z każdej krawędzi przysłony uzyskuje się „promienie” przeciwstawne poziomo .

Na powyższym schemacie zauważ, że nie ma różnicy w liczbie promieni między układem pojedynczego i podwójnego. Podobnie nie ma różnicy w liczbie promieni między układami 2-kolumnowymi, 3-kolumnowymi (trójnik) i 4-kolumnowymi: są 4 promienie.

W powyższych przypadkach, ze względu na obecność krawędzi w otworze, które są naprzeciw siebie o 180 °, połowa generowanych promieni nakłada się na siebie.

Ale w układzie 3-rozpórkowym („Y”) po prawej stronie, żadne rozpórki nie są w opozycji 180 °, więc możesz wyraźnie zobaczyć sześć wygenerowanych promieni, po dwa z każdego rozpórki.

Z tego samego artykułu w Wikipedii ten diagram pokazuje skoki dyfrakcyjne utworzone przez nieokrągłe otwory przysłony:

Porównanie skoków dyfrakcyjnych dla otworów o różnych kształtach i liczbie ostrzy
Porównanie szczytów dyfrakcyjnych dla otworów o różnych kształtach i liczbie ostrzy autorstwa Cmglee , za pośrednictwem Wikimedia Commons. CC BY-SA 3.0

Przysłona N ostrzy stworzy:

  • N- punktowe gwiazdy, jeśli N jest parzyste;
  • 2 * N- punktowe gwiazdy, jeśli N jest nieparzyste.
scottbb
źródło
3
Fantastyczna odpowiedź i dokładnie to, czego szukałem. Nie mogłem znaleźć żadnego zdjęcia słonecznego, które zrobiłem i wiedziałem, że jeden punkt na ostrze nie ma sensu. Świetne wyjaśnienie
Wayne Werner
3
@HagenvonEitzen wcale nie jest głupi, ciekawa myśl. Ale nie, nie zrobiłby tego. Spójrz na zakrzywiony otwór o 6 ostrzach (drugi od prawej, dolny schemat w mojej odpowiedzi). Zwróć uwagę na wpływ zakrzywionych ostrzy (tj. Zakrzywionych krawędzi ) na wzór dyfrakcji. Rozprasza promienie, „rozmazując” je. Rozłóż taką dyfrakcję, która wydaje się naszym oczom jako utrata ostrości lub rozmycia. W przypadku obrazów głębokiego nieba łatwiej jest sobie radzić z ładnymi, czystymi pikami dyfrakcyjnymi (w razie potrzeby wyczyść lub usuń) niż rozproszyć rozmycie.
scottbb
2
@HagenvonEitzen Najkrótsza odległość między dwoma punktami to linia prosta. Zakrzywiona ścieżka jest z definicji dłuższa. Dłuższe rozpórki zajmują nieco większą powierzchnię apertury. A przysłona polega na obszarze i jego maksymalizacji. Teraz, żeby być uczciwym, prawdopodobnie ma to znikomy wpływ na liczbę apertur (w dół po przecinku). Rozproszona dyfrakcja ma znacznie większy wpływ na obraz.
scottbb
3
@HagenvonEitzen Istnieją firmy sprzedające zakrzywione uchwyty ostrzy do luster wtórnych w teleskopach. Są tak naprawdę tylko do użytku wizualnego, ponieważ chociaż rozmazy, które robią, są na ogół zbyt słabe, aby je zobaczyć, ponieważ scottbb wskazał, że całkowita ilość światła, które zostaje rozproszone w niewłaściwym miejscu, jest wyższa, a czujnik aparatu / itp w górę. AIUI w przeciwieństwie do zakrzywionych ostrzy z obrazka powyżej 90 * zakrzywionych łopatek pająków rozmazuje dyfrakcję w aureolę zamiast szerokich kolców.
Dan Neely
2
@WayneWerner Na pewno. Moc obliczeniowa i przetwarzanie obrazu są tanie i coraz lepsze. Ale wystrzeliwanie ciężkich części ruchomych w przestrzeń kosmiczną (magnesy i cewki są po prostu gęste ) narusza 2 duże „nie-nie” w technologii kosmicznej: złożoność, która nie służy absolutnej konieczności (oznacza, że ​​rzeczy się zepsują); i dużo martwej masy ( bardzo kosztowne do uruchomienia).
scottbb