قسمت ۳۵م دوره ابتدای نجوم | توان های سه گانه تلسکوپ

مسلما تا بحال تلسکوپ‌ها  و دوربین‌های دوچشمی را در ویترین لوازم‌التحریر یا مغازه‌های اسباب‌بازی‌فروشی دیده‌اید و فروشنده هم بسیار از کیفیت و تصاویر خیره‌کننده آنها با شما سخن گفته است. اما باید به شما بگوییم که این موضوع دقیقا مثل این است که شما بخواهید دارو و مواد دارویی را از یک سوپر مارکت تهیه کنید! حتما شنیدن تعاریف صاحب سوپر مارکت شنیدنی خواهد بود: “شما با خوردن این قرص به سرعت بهبود خواهید یافت و سردرتان و … خوب خواهد شد!”. اما آیا واقعاً  اینچنین است؟

در کل می‌توان تلسکوپ‌ها (چه بازتابی و چه شکستی) را با سه مشخصه‌ای که در ادامه معرفی می‌کنیم، با یکدیگر مقایسه کرد. اجازه دهید قبل از بیان این مشخصه‌ها بایکدیگر کمی در مورد خرید اتوموبیل صحبت کنیم! تفاوت اتومبیل‌ها با یکدیگر در چیست؟ بله اتومبیل‌های مختلف با یکدیگر تفاوت‌های بسیاری دارند. اما می‌توان آنها را بطور کلی از لحاظ قدرت موتور، ظاهر اتومبیل و کیفیت قطعات مقایسه کرد. برای مقایسه تلسکوپ‌ها هم برخی از پارامترها مهم‌تر است. تلسکوپ‌ها دارای سه پارامتر بسیار مهم هستند که از آنها به عنوان توان‌های سه‌گانه تلسکوپ یاد می‌کنند.

دعوت می‌کنیم در ادامه مطلب با علم بازار همراه باشید تا به معرفی مختصر هر کدام از این توان‌ها بپردازیم.

 

توان جمع آوری نور Light Gathering Power

اگر به چشم خود با دقت نگاه کرده باشید، در درون چشمتان روزنه‌ایست که به آن مردمک می‌گویند. همه‌ی نوری که از دنیای اطراف می‌بینیم از همین مردمک وارد چشم ما می‌شود. به عبارت بهتر اگر مردمک چشمتان را گچ بگیرید، شما عملا دیگر از دنیا نوری را دریافت نخواهید کرد! قطر متوسط مردمک چشم شما حدود ۵ تا ۶ میلی‌متر است. حال در کنار نام و مدل هر تلسکوپی که نگاه کنید یک عدد خودنمایی می‌کند. مثلا تلسکوپ ۱۱۰ میلی‌متری شکستی. این عدد نشان‌دهنده قطر عدسی شیئی یا آینه اصلی تلسکوپ است و هنگامی که شما قصد خرید تلسکوپ ۱۱۰ میلی‌متری شکستی را دارید، یعنی چشمی را خواهید خرید که قطر مردمکش برابر ۱۱۰ میلی متر است و این یعنی اینکه شما صاحب یک چشم غول شده‌اید!

هرچه قطر گشودگی تلسکوپ بیشتر باشد نور بیشتری را جمع آوری می‌کند و تصویر واضح و روشنتری به دست می‌دهد. در این صورت می‌توان اجرام کم‌نوری مثل سحابی‌ها و کهکشان‌ها را دید. توان جمع آوری نور، با مجذور قطر عدسی متناسب است. قطر مردمک چشم در هنگام شب تقریباً ۶ میلی‌متر است. پس تلسکوپی با قطر ۲۴ میلی‌متر (۴ برابر قطر چشم)، ۱۶ بار بیشتر از چشم نور جمع آوری می‌کند و تلسکوپی ۴۸ میلی متری، ۶۴ بار بیش از چشم نور جمع می‌کند.

اگر دقت کنید فقط مساحت آینه یا عدسی بر مساحت مردمک چشم انسان تقسیم شده است:

 

مثلا توان گردآوری نور یک تلسکوپ ۱۰ اینچ (می دانید که اینچ هم واحد اندازه‌گیری فاصله است و هر اینچ برابر ۲٫۵۱۲ سانتی‌متر است) برابر است با:

 

و این عدد یعنی اینکه تلسکوپ شما (۱۰ اینچ) حدود ۱۷۵۰ برابر چشم شما می‌تواند نور را جمع کند! حال سوال اینجاست که این همه نور جمع کند که چه بشود؟! خوب یک اتاق تاریک را در نظر بگیرید، هر چقدر تعداد شمع بیشتری در اتاق روش شود شما قادر خواهد بود جزئیات بیشتری از اتاق را ببینید. مسلما در دنیای نجوم هم همین‌گونه است هرچقدر قطر دهانه یک تلسکوپ بیشتر باشد شما قادر خواهید بود نور بیشتری از یک جرم آسمانی را مورد تجزیه و تحلیل قرار دهید.

 

توان بزرگنمایی Magnifying Power

مسلما این پارامتر، پارامتری است که اگر فروشنده بداند شما تازه وارد دنیای نجوم شده باشید، بسیار روی آن مانور خواهد داد. زیرا می‌تواند با استفاده از این پارامتر بشدت قلب و ذهن شما را منقلب سازد و خرید شما را به سمت خریدی که دوست دارد، هدایت کند (مگر می شود؟!).

بگذارید در ابتدای این بحث شما را راحت کنم، اگر شما برای یک تلسکوپ مشابه به چند مغازه مراجعه کنید، شاید هر کدام از فروشندگان عدد هایی متفاوتی را به عنوان بزرگنمایی یک تلسکوپ بیان کنند! مگر می‌شود یک تلسکوپ مشخص در مغازه‌های مختلف دارای بزرگنمایی مختلف باشد؟ مسلما نه، اما خوب است که بدانید هیچکدام از فروشنده‌ها هم دروغ نگفته‌اند و راستگو هستند! بله جالب است، یک تلسکوپ می‌تواند هر بزرگنمایی که شما بخواهید را داشته باشد! اما اجازه دهید کمی علمی‌تر بحث کنیم و سپس بزرگنمایی واقعی و عملی یک تلسکوپ را بدست آوریم.

هر آینه مقعر یا عدسی می‌تواند نور را در یک نقطه که به آن فاصله کانونی می‌گویند جمع کند. به فاصله کانون تا مرکز آینه یا عدسی، فاصله کانونی می‌گوییم. مثلا اجازه بدهید فاصله کانونی همان تلسکوپ ۱۰ اینچ را برابر ۱۲۰۰ میلی متر یا ۱۲۰ سانتی‌متر در نظر بگیریم و این بدان معنی است که آینه و یا عدسی مورد نظر، نور را در فاصله ۱۲۰ سانتی‌متری از خود کانونی می‌کند.

حال برای اینکه ما بتوانیم تصویری را از درون یک تلسکوپ نگاه کنیم نیاز به یک عدسی چشمی داریم (عدسی که نور را پس از عدسی و یا آینه مقعر اصلی به چشمان ما هدایت می‌کند). این عدسی هم دارای یک عدد به عنوان فاصله کانونی است (البته بسیار کوچکتر از فاصله کانونی عدسی یا آینه اصلی). مثلا این فاصله کانونی ممکن است عددی بین ۳۰ تا ۱ میلی‌متر باشد.

بزرگنمایی تلسکوپ عبارت است از نسبت فاصله کانونی شیئی به چشمی:

کار ما برای بدست آوردن بزرگنمایی تئوری، به این دو عدد وابسته است. کافیست برای بدست آوردن بزرگنمایی این دو عدد را برهم تقسیم کنیم، یعنی چه؟ مثلا اگر تلسکوپ ۱۰ اینچ ما دارای فاصله کانونی ۱۲۰۰ میلی‌متر باشد و ما از عدسی چشمی (که در دنیای نجوم فقط به آن چشمی می‌گویند!) دارای فاصله کانونی ۲۰ میلی‌متری استفاده کنیم، بزرگنمایی می‌شود حاصل تقسیم ۱۲۰۰ بر ۲۰ که برابر است با ۶۰٫ یعنی اگر از این تلسکوپ با چشمی ۲۰ استفاده کنیم (در دنیای نجوم چشمی‌ها فقط با همین فاصله کانونی شناخته می‌شوند مثلا چشمی ۲۰، چشمی ۱۰، چشمی ۲ و یا …) بزرگنمایی برابر ۶۰ خواهد بود. حال اگر از چشمی ۱۰ استفاد کنیم چه؟ بله بزرگنمایی می‌شود فاصله کانونی آینه یا عدسی که برابر ۱۲۰۰ بود تقسیم بر ۱۰ که می‌شود ۱۲۰ برابر!

حال فهمیدید چرا فروشندگان ما این همه صادق هستند؟ بله، در حقیقت به نسبت اینکه از چه چشمی بر روی هر تلسکوپ استفاده می‌کنیم، بزرگنمایی متفاوتی را از تلسکوپ خواهیم داشت! اما آیا این درست است؟ مثلا من می خواهم چشم ۱ میلی‌متر را استفاده کنم و در این مثال بزرگنمایی من برابر ۱۲۰۰ خواهد بود (آخ جون!). اما به نظر شما منطقی است؟؟

مسلما خیر! یک لحظه تصویری را در کامپیوتر شخصی خود در نظر بگیرید، آیا تا هر اندازه که بخواهید می‌توانید آن را زوم (بزرگتر) کنید؟ خوب مسلما که خیر، تازه از یک حد اگر بزرگتر شود دیگر وضوح و شفافیت قبل را نخواهیم داشت در دنیای نجوم نیز همین طور است! شما نمی‌توانید در عمل از یک تلسکوپ تا هر حدی که بخواهید بزرگنمایی طلب کنید. چون از یک مرز به بعد دیگر تصویر شما دارای وضوح و شفافیت نخواهد بود! خب حالا بعد از این همه مقدمه بهتر است مشخص کنیم یک تلسکوپ چقدر بزرگنمایی کاربردی دارد تا بتوانیم از آن در خریدمان استفاده کنیم. بطور کلی شما به ازای هر اینچ از دهانه تلسکوپ (همان ۲٫۵۱۲ سانتی متر) نباید بیشتر از ۳۰ تا ۴۰ برابر بزرگنمایی انتظار داشته باشد! مثلا برای همین تلسکوپ ۱۰ اینچ حداکثر بزرگنمایی کاربردی حدود ۳۰۰ تا ۴۰۰ برابر خواهد بود (البته برخی از دوستان ما می‌گویند به ازای هر اینچ حدود ۵۰ برابر).

 

توان تفکیک Resolving Power

حتما تا به حال در جاده به چراغ‌های یک ماشین که از دور به شما نزدیک می‌شود نگاه کردیده‌اید. در فاصله دور، ما دو چراغ جلوی ماشین را به صورت یک چشمه نور می‌بینیم؛ در صورتی که در حقیقت دو چراغ است.

توان تفکیک، یعنی اینکه تلسکوپ جزئیات جرم مورد رصد را چقدر تفکیک می‌کند. افزایش قدرت تفکیک یا جداسازی نقاط نورانی، مانند ستاره‌های دوتایی، به قطر و در واقع مساحت عدسی یا آیینه اصلی بستگی دارد. توان تفکیک بر حسب ثانیه قوس از رابطه زیر حساب می‌شود.

 

مثال ۱: یک تلسکوپ دابسونی ۸ اینچ چند برابر چشم انسان می‌تواند نور جمع کند؟ (فرض کنید قطر چشم انسان برابر ۶ میلیمتر است)

 

مثال ۲: اگر فاصله کانونی این تلسکوپ برابر ۱۲۰ سانتی‌متر باشد، بزرگنمایی تلسکوپ را بدست آورید. (برای چشمی ۲۵ و ۱۰ و ۲میلی‌متر)

 

 

منابع

منبع تصویر شاخص