Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I, kevät 2008

Transkriptio

1 Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I, kevät 2008 Luennoitsijat: FM J. Näränen ja FT T. Hackman Laskuharjoitusassistentti: J. Lehtinen Luentoajat: To 12-14, periodit 3-4 Kotisivu:

2 Mitä kurssilla opitaan?! Perustiedot optisen tähtitieteen havaintolaitteista ja menetelmistä " kurssin pääpaino juuri tässä, astrofysikaalinen teoria muualla! Miten havaintoja tehdään! Miten havaintoja analysoidaan! Miten havaintoja käytetään tutkimustyössä! Kurssista voi olla iloa harrastajille, mutta se on tarkoitettu tuleville tähtitieteilijöille

3 Kurssin sisältö! Johdanto (JN)! Ilmakehän vaikutus havaintoihin (JN)! Optiikka (JN)! Datan käsittely (TH)! Kaukoputket ja observatoriot (TH)! Uudet tekniikat ja ilmaisimet (TH)! Fotometria (TH)! Polarimetria (JN)! Spektrometria (TH)! Astrometria sekä lähi-infrapuna ja lähi-uv (JN)! Kuvankäsittely (JN)

4 Kurssin suoritus! 26 h luentoa, ei pakollista läsnäoloa! Ei luentoja 6.3., 20.3.! Tarvittavat esitiedot: Tähtitieteen perusteet! Kurssikirja Nilsson, Takalo & Piironen: Havaitseva tähtitiede, Ursa 2006 " Kirjaa myy mm. Ursan toimisto ja Kolmen Sepän kirjakauppa " Suositeltavaa oheislukemista: Howell, S.: Handbook of CCD Astronomy (2nd edition)! Luentokalvot, laskuharjoitukset yms. netissä: Laskuharjoitukset: vähintään 30%, lisäpisteitä 1/10%, max 6 lisäpistettä! Vierailu Metsähovissa tai/ja Observatoriolla (yksi vierailu pakollinen)! Tentti 8.5.

5 Laskuharjoitukset! Laskuharjoitusten käytännön järjestelyistä infoa verkkosivuilla ensi viikon alussa sekä seuraavalla luennolla.

6 1. Johdanto! Havaitseva tähtitiede: " Gamma " Röntgen " UV Polarimetria " Optinen Spektrometria " Infrapuna Kuvaaminen Astrometria " Radio{Fotometria ESO, Euroopan eteläinen observatorio ORM, La Palman observatorio

7 ! If you would understand anything, observe its beginning and its development. -Aristoteles " Tähtitiede on legacy tiede, sillä on pitkä historia! Antiikki " Hipparkhos, Ptolemaios! ensimmäinen tähtikatalogi " Kirkkaudet ja sijainnit " Armillaaripallo, astrolabi? Hipparkhos Nikealainen armillaaripallo

8 ! Keskiaika ja renessanssi, esioptinen tähtitiede " Kvadrantti, oktantti, sekstantti ( luku), astrolabi " Mittalaitteita kulmien mittaamiseen " Tyko Brahe ( ) " Johannes Hevelius ( ) Heveliuksen kvadrantti Tyko Brahen Uraniborgin observatorio Hvenin saarella.

9 ! Refraktorit (linssikaukoputket)! luvun alku, ensimmäiset kiikarit " Lippershey 1608 " Galilei 1609! Akromaattinen linssi " Hall 1729 Galileo Galilein teleskooppi

10 ! Reflektorit (peilikaukoputket)! Gregory 1663! Newton 1670! Cassegrain 1672! luku " hopeapäällysteiset lasipeilit " Foucaultin peilin muodon määritys menetelmä Gregoryn teleskooppi Newtonin teleskooppi

11 ! Astrometria " ensimmäinen kaukoputkeen liitetty lisälaite oli hiusristikko (1600- l. puoliväli) " tähtikartat " navigointi ja paikanmääritys yleisesti " ajanmääritys " pasaasi- ja meridiaanikoneet " valokuvauslevyiltä suhteellinen astrometria, nykyisin CCD The Carlsberg Meridian Telescope

12 ! Fotometria " kirkkauksien (ja niiden vaihteluiden) mittaamista " luku! Steinheilin fotometri! Zöllner ja Zöllner-Pickering fotometrit " luku! Stebbinsin seleeniin perustuva fotometri! fotokatodi! kuvanvahvistin! valomonistinputket " CCD kamerat (1969) tehneet fotometrit käytännössä tarpeettomiksi valomonistinputki

13 ! Spektroskopia " Newton " Herschel havaitsi l., että Auringon spektri on lämpimintä punaisessa valossa " 1802 Wollaston löysi Auringon spektristä viivoja " 1814 Fraunhofer löysi satoja viivoja sekä Auringon, että planeettojen ja Kuun spektreistä " l. spektroskopian perusperiaatteet! Bunsen ja Kirchhoff " 1885 Balmer ymmärsi Auringon olevan suurelta osin vetyä " spektroskopia spektrien katselua, spektrometria mittaamista! jälkimmäistä varten valokuvia spektreistä, nyttemmin CCD -kuvia Prisma aallonpituus vs. vuo

14 ! Kuvaaminen " ensimmäinen kuukuva daguerrotypialla 1840, seuraavana vuonna Auringon spektri " kuivalevytekniikka teki valokuvauksesta tähtitieteelle hyödyllisen apuvälineen! 1874 Huggins, Vegan spektri " l. lopulla Carte du Ciel " 1975 ensimmäinen tähtitieteellinen CCD -kuva Rapusumu, M1

15 Havaitsevan optisen tähtitieteen tekninen kehitys Esioptinen kausi Optinen kausi (teleskoopit) Esioptiset apuvälineet (kvadrantti,...) Paljain silmin tehdyt havainnot Detektorit Fotometri Valokuvauslevy Puolijohdetektorit valomonistinputki CCD (kamerat, spektrometrit) fotodiodit (fotometrit, spektrometrit) CMOS. SCD,... Aktiivinen optiikka Adaptiivinen optiikka FastCam, LuckyCam, etc.? Interferometria??

16 1.2 Suomalainen optinen tähtitiede! Turun observatorio 1817! HY:n observatorio 1834! Carte du Ciel ! Tuorlan observatorio 1952! Metsähovin observatorio 1971! Nordic Optical Telescope 1988 HY:n observatorion meridiaanisali 1904! Suomi European Southern Observatory:n jäseneksi 2004