Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I, kevät 2012 Luennoitsijat: FT Thomas Hackman & FT Veli-Matti Pelkonen Luentoajat: To 14-16, periodit 3-4 Kotisivu: http://www.helsinki.fi/astro/opetus/kurssit/havaitseva 1
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 2
Kurssin sisältö 19.1. Infoa, johdantoa ja historiaa (TH) 26.1. Ilmakehän vaikutus havaintoihin (TH) 2.2. Datan käsittely (TH) 9.2. Ilmaisimet ja kuvankäsittely (VMP) 16.2. Optiikka (TH) 23.2. Kaukoputket ja observatoriot (TH) 1.3. ja 15.3. Fotometria (VMP) 22.3. ja 29.3. Spektrometria (TH) 12.4. Polarimetria (VPM) 19.4. Astrometria (VMP) 26.4. Uudet tekniikat (VMP) 3
Kurssin suoritus 26 h luentoa, ei pakollista läsnäoloa Tarvittavat esitiedot: Tähtitieteen perusteet Kurssikirja Nilsson, Takalo & Piironen: Havaitseva tähtitiede, Ursa 2009 Kirjaa myy mm. Ursan toimisto ja Kolmen Sepän kirjakauppa Suositeltavaa oheislukemista: Howell, S.: Handbook of CCD Astronomy (2nd edition) Luentokalvot, laskuharjoitukset yms. netissä: http://www.helsinki.fi/astro/opetus/kurssit/havaitseva Havaintoilta Metsähovissa tai/ja Kumpulassa Tentti toukokuussa 4
Laskuharjoitukset 6 laskuharjoitusta Vähintään 30% pitää laskea Lisäpisteitä 1/10%, max 6 lisäpistettä Avustava opettaja: Marjaana Lindborg Laskuharjoitusten aika: N. joka toinen viikko heti luentojen jälkeen 5
1. Johdanto Havaitseva tähtitiede: Gamma Röntgen {Fotometria UV Polarimetria Optinen Spektrometria Infrapuna Kuvaaminen Astrometria Radio ESO, Euroopan eteläinen observatorio ORM, La Palman observatorio 6
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 7
Keskiaika ja renessanssi, esioptinen tähtitiede Kvadrantti, oktantti, sekstantti (1700 - luku), astrolabi Mittalaitteita kulmien mittaamiseen Tyko Brahe (1546-1601) Johannes Hevelius (1611-1687) Heveliuksen kvadrantti Tyko Brahen Uraniborgin observatorio Hvenin saarella. 8
Refraktorit (linssikaukoputket) 1600 -luvun alku, ensimmäiset kiikarit Lippershey 1608 Galilei 1609 Akromaattinen linssi Hall 1729 Galileo Galilein teleskooppi 9
Reflektorit (peilikaukoputket) Gregory 1663 Newton 1670 Cassegrain 1672 1850 -luku hopeapäällysteiset lasipeilit Foucaultin peilin muodonmääritys menetelmä Gregoryn teleskooppi Newtonin teleskooppi 10
Astrometria ensimmäinen kaukoputkeen liitetty lisälaite oli hiusristikko (1600- l. puoliväli) tähtikartat navigointi ja paikanmääritys yleisesti ajanmääritys ohikulku- ja meridiaanikoneet valokuvauslevyiltä suhteellinen astrometria, nykyisin CCD The Carlsberg Meridian Telescope 11
Fotometria kirkkauksien (ja niiden vaihteluiden) mittaamista 1800 -luku Steinheilin fotometri Zöllner ja Zöllner-Pickering fotometrit 1900 -luku Stebbinsin seleeniin perustuva fotometri fotokatodi kuvanvahvistin valomonistinputket CCD kamerat (1969) korvanneet fotometrit useimmissa käyttötarkoituksissa Zöllnerin fotometri Valomonistinputki 12
Spektroskopia Newton Herschel havaitsi 1700 -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 1850 -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 13
Kuvaaminen ensimmäinen kuukuva daguerrotypialla 1840, seuraavana vuonna Auringon spektri kuivalevytekniikka teki valokuvauksesta tähtitieteelle hyödyllisen apuvälineen 1874 Huggins, Vegan spektri 1800 -l. lopulla Carte du Ciel 1975 ensimmäinen tähtitieteellinen CCD -kuva Rapusumu, M1 14
15
1.2 Suomalainen optinen tähtitiede Turun observatorio 1817 HY:n observatorio 1834 Carte du Ciel 1890-1937 Tuorlan observatorio 1952 Metsähovin observatorio 1971 Nordic Optical Telescope 1988 Suomi European Southern Observatory:n (ESO) jäseneksi 2004 HY:n observatorion meridiaanisali 1904 16