नई दूरबीनों द्वारा उपेक्षित दिखाई देने वाली प्रकाश की तुलना में तरंग दैर्ध्य क्यों कम होते हैं?

Question

नीचे दिया गया चित्र, जिसे मैंने @ HDE226868 द्वारा इस पोस्ट से चुराया है , दिखाता है कि तरंग दैर्ध्य का एक कार्य के रूप में यूवी-प्रकाश को दृश्यमान से मैग्नेट्यूड के तीन आदेशों द्वारा अचानक गिर जाता है। बहुत बड़े टेलीस्कोप इंटरफेरोमीटर या यूरोपीय अत्यधिक बड़े टेलीस्कोप की तुलना में कम तरंग दैर्ध्य का संकल्प, पास के यूवी में अचानक एक हजार के कारक को काट देता है।

यह स्पष्ट रूप से पृथ्वी के वायुमंडल के गुणों के कारण है। लेकिन JWST और WFIRST जैसे प्रमुख अंतरिक्ष दूरबीन दूर अवरक्त अंतराल में भरेंगे। यूवी और कम तरंग दैर्ध्य के लिए योजनाबद्ध अंतरिक्ष दूरबीन क्यों नहीं हैं? (या उस चित्र को भ्रामक रूप से अचानक काट दिया गया है?)

क्या यह इसलिए है क्योंकि अंतरिक्ष में वेधशालाओं से भी यह अधिक कठिन है, या क्या यह इसलिए है क्योंकि यूवी और कम तरंग दैर्ध्य के कोणीय संकल्प कम वैज्ञानिक मूल्य के हैं?

Answer 1

$\lambda/D$, इसलिए इसके चेहरे पर, एक ऑप्टिकल टेलीस्कोप के बराबर रिज़ॉल्यूशन प्राप्त करने के लिए, एक यूवी टेलीस्कोप छोटा हो सकता है। हालाँकि, आपके पास प्रकाशिकी भी है जो कि तरंग दैर्ध्य के एक छोटे से हिस्से के लिए अच्छी है, इसलिए दृश्यमान / IR की तुलना में बेहतर है। इससे भी कम तरंग दैर्ध्य तब पारंपरिक "ऑप्टिक्स" काम नहीं करता है क्योंकि फोटोन अवशोषित हो जाते हैं और आप एक्स-रे दूरबीनों की चराई की घटनाओं वाली तकनीकों की ओर बढ़ते हैं, जो कि एक दिए गए कोणीय संकल्प को प्राप्त करने के लिए एक अलग गेम है और बहुत कठिन है।

यह देखते हुए कि, 80/90 के दशक में मैं अनुमान लगाऊंगा कि उत्तराधिकारी द्वारा एचएसटी (यानी लगभग 10 बिलियन अमरीकी डालर की लागत से JWST) को कवर करने के लिए तरंगदैर्ध्य रेंज के बारे में निर्णय लिया गया था। असली कारण यह है कि कोई भी यूवी उत्तराधिकारी नहीं है। एचएसटी या आईयूई अब जाने के लिए तैयार है बस यह माना जाता है कि सबसे महत्वपूर्ण विज्ञान प्राथमिकताएं निकट और मध्य-आईआर तरंग दैर्ध्य पर प्राप्त होती हैं। ये हैं: उच्च रेडशिफ्ट ब्रह्मांड का अवलोकन (अनिवार्य रूप से 3 की रेडशिफ्ट से परे आकाशगंगाओं से किसी भी यूवी प्रकाश का पता नहीं चलता है), तारे और ग्रह के गठन का अवलोकन (ज्यादातर धूल भरे वातावरण में जहां यूवी प्रकाश उभर नहीं सकता है और प्रोटोप्लेनेटरी डिस्क ज्यादातर आईआर तरंग दैर्ध्य में निकलता है) और कर रहा है एक्सोप्लैनेटरी साइंस (ग्रह तारे की तुलना में अधिक ठंडे होते हैं और ज्यादातर IR में उत्सर्जित होते हैं)।

इस प्रकार, मुझे नहीं लगता कि एक बड़े यूवी टेलिस्कोप (कम से कम JWST के बराबर) के लिए कोई भी तकनीकी शो स्टॉपर हैं, यह सिर्फ विज्ञान की प्राथमिकताओं के लिए आता है।

Comments

इंटरफेरोमेट्री कम तरंग दैर्ध्य में कठिन है, विशेष रूप से अंतरिक्ष में, यह एक कारक है? और क्या तकनीकी विकास द्वारा एक इंटरफेरोमेट्री सीमांत को यूवी की ओर धकेला जा रहा है?

— लोकलफुल

@LocalFluff कुछ छोटे पैमाने पर ऑप्टिकल इंटरफेरोमीटर हैं लेकिन यूवी तरंग दैर्ध्य पर कुछ भी नहीं। हां, कम तरंग दैर्ध्य पर यह बहुत कठिन हो जाता है क्योंकि मेट्रोलॉजी समस्या बहुत अधिक कठिन हो जाती है।

— रोब जेफ्रीज

Answer 2

आप सही हैं कि तेज ड्रॉपऑफ़ केवल इसलिए है क्योंकि यूवी रेंज में बहुत कम नियोजित प्रमुख टेलीस्कोप हैं, जबकि अवरक्त रेंज में पर्याप्त संख्या में योजना बनाई गई है। जैसा कि मैंने अपने उत्तर में उल्लेख किया है कि आप CHARA और EELT से जुड़े हुए हैं , दो शीर्ष नियोजित अवरक्त / दृश्य परियोजनाओं में से हैं, नई अनुकूली प्रकाशिकी तकनीक का उपयोग करेंगे, जिससे वे पिछली दूरबीनों से बहुत बेहतर होंगे - भले ही वे ग्राउंड-आधारित हों।

जाहिर है, यूवी दूरबीनों को जमीन पर आधारित नहीं किया जा सकता है, क्योंकि पृथ्वी का वायुमंडल काफी मात्रा में यूवी विकिरण को अवरुद्ध करता है। इसलिए, पराबैंगनी खगोल विज्ञान में किसी भी पर्याप्त सुधार के लिए एक नए अंतरिक्ष-आधारित मिशन की आवश्यकता होगी। समस्या यह है कि मामूली वृद्धि के लिए अनुमानों को बहुत बड़े दर्पणों की आवश्यकता होती है। के समर्थकों$\mu$

यदि ATLAST या इसी तरह की परियोजना का पीछा किया जाता है, तो यूवी तरंगदैर्ध्य पर कोणीय संकल्प 0.1 आर्सेकंड के आदेश पर हो सकता है या, उम्मीद से कम हो सकता है। यह मैच और फिर हबल को हरा देगा। लेकिन शुरुआती अनुमानों ने लागत को 8-मीटर संस्करण के लिए $ 4.5 बिलियन में रखा, और हबल और अन्य अंतरिक्ष-आधारित दूरबीनों को अप्रत्याशित रूप से लागत में वृद्धि से चोट लगी है। छोटे तारों की आवश्यकता हो सकती है इससे पहले कि हम 8 मीटर तक पहुंच सकें, और निश्चित रूप से इससे पहले कि हम 16 के करीब कहीं भी पहुंच सकें। अभी कुछ समय लगने वाला है, शायद एक दशक या उससे अधिक।

संदर्भ

• डाकिया और पहाड़
• थ्रोनसन एट अल। (2015)
• पोस्टमैन एट अल। (2010)

Comments

लेकिन एक आईआर टेलीस्कोप को कुछ भी लेकिन खुद का निरीक्षण करने के लिए बोझिल सुपर कूलिंग की आवश्यकता होती है। मुझे लगता है कि यूवी टेलिस्कोप की उतनी जरूरत नहीं होगी। लघु तरंग दैर्ध्य अंतरिक्ष दूरबीनों में अब तक छोटे छिद्र नहीं थे। चंद्रा करीब एक मीटर, है ना? एक हबल आकार यूवी दूरबीन काम नहीं करेगा? (और मुझे यह आश्चर्यजनक लगता है कि किसी भी एक को बनाने में $ 4.5 बिलियन का खर्च आ सकता है। यह एक गाथा की तरह है कि उनकी गुफाओं में गोबलिन सम्राट से अपने सोने के मुकुट और शैतान से चुराए गए हीरे बनाने के लिए मांग करते हैं। " आसमान में आईने के दर्पण, हमें बताएं कि अंधेरा क्या छुपाता है! ")

— लोकलफ्लड

@LocalFluff यह इतना अधिक मामला नहीं है - विशेष रूप से एक अच्छा सौर ढाल के साथ कक्षा में। और यूवी 'स्कोप के ऑप्टिक्स का निर्माण और संरेखण दोनों ही बहुत मुश्किल है, क्योंकि तरंगदैर्घ्य निकट-आईआर की तुलना में 2 से 5 गुना कम है, और सतहों को लैम्ब्डा के एक अंश तक चिकना होना है।

— कार्ल विटथॉफ्ट 13

@LocalFluff बहुत ज्यादा कार्ल ने क्या कहा।

— HDE 226,868