Telescopio

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Il telescopio (dal greco tele = lontano e skopein = vedere, guardare) è uno strumento destinato all'osservazione di oggetti distanti, tramite il raccoglimento delle radiazioni elettromagnetiche da essi emanate. Sebbene col termine "telescopio" si indichi solitamente il telescopio ottico, operante nelle frequenze della luce visibile, esistono telescopi sensibili anche alle altre frequenze dello spettro elettromagnetico.

Indice 1 Cenni storici 2 Le fasce di visibilità dei telescopi 3 Telescopi ottici 3.1 I rifrattori 3.2 I newtoniani 3.3 I catadriottici 3.4 Altre configurazioni 4 Ottiche attive e adattive 5 Parti ottiche di un telescopio 5.1 Tubo ottico 5.2 Cercatore 5.3 Oculari 5.4 Accessori 5.4.1 Lente di Barlow 5.4.2 Filtri 5.5 Raddrizzatore d'immagine 6 Montature per telescopi 6.1 Tipi di montature 6.1.1 Montatura altazimutale 6.1.2 Montature equatoriali 6.2 Altre montature 6.2.1 La montatura altitude-altitude (alt-alt) 6.2.2 Montature per telescopi solari 7 Caratteristiche tecniche dei telescopi ottici 7.1 Diametro 7.2 Lunghezza focale 7.3 Rapporto tra focale e diametro 7.4 Il potere di risoluzione 7.5 L'ingrandimento 7.6 La percentuale di ostruzione 7.7 Accessori fotografici 8 I radiotelescopi 9 Telescopi gamma e raggi X 9.1 Il telescopio Cerenkov 10 Interferometrica ottica e radio 11 Sensori 12 Telescopi celebri 12.1 Telescopi in orbita 12.2 Telescopi ottici 12.3 Radiotelescopi 13 Voci correlate 14 Note 15 Altri progetti 16 Bibliografia 17 Collegamenti esterni

[modifica] Cenni storici

Per approfondire, vedi la voce Storia dei telescopi.

La nascita del telescopio rifrattore si suol far risalire a Galileo il quale ne mostrò la prima applicazione a Venezia. In realtà, le prime lenti furono costruite da occhialai olandesi che le applicarono a strumenti rudimentali di pessimo potere risolutivo. Le proprietà delle lenti, nondimeno, erano note da tempo e a Galileo deve farsi risalire il merito del perfezionamento e del primo uso astronomico.

[modifica] Le fasce di visibilità dei telescopi

L'atmosfera terrestre assorbe buona parte delle radiazioni elettromagnetiche provenienti dallo spazio, con l'importante eccezione della luce visibile e delle onde radio. Per questa ragione, l'osservazione da terra è limitata all'uso dei telescopi ottici e dei radiotelescopi. I primi sono collocati preferibilmente in luoghi alti o isolati (montagne, deserti, ...), in modo da ridurre l'influenza della turbolenza atmosferica e dell'inquinamento luminoso.
Per l'osservazione nelle rimanenti bande dello spettro elettromagnetico (microonde, infrarosso, ultravioletto, raggi X, raggi gamma), che vengono assorbite dall'atmosfera, si utilizzano quasi esclusivamente telescopi orbitali o collocati su palloni aerostatici ad alta quota.

[modifica] Telescopi ottici

Per approfondire, vedi le voci telescopio rifrattore e telescopio riflettore.

I telescopi ottici si dividono principalmente in due classi, i rifrattori e i riflettori:

1. Il telescopio rifrattore è simile al telescopio di Galileo, ed usa come obiettivo un insieme di lenti per focalizzare l'immagine (obiettivo) in un unico punto e un'altra serie di lenti per rendere visibile l'immagine all'occhio (l'oculare).
2. Il telescopio riflettore lavora per riflessione: l'immagine riflessa su uno specchio parabolico subisce un'altra riflessione su un secondo specchio che la conduce fuori del tubo ottico focalizzandola sull'occhio o sul dispositivo (CCD o pellicola fotografica), destinato a raccogliere il flusso luminoso. I telescopi riflettori si differenziano l'uno dall'altro in base alle diverse configurazioni ottiche.

Esistono poi altri modelli di telescopi detti misti, dotati di una lente frontale pari al diametro di apertura utilizzata per fornire una correzione ottica e quindi un miglioramento della qualità dell'immagine ottenuta.

Le ottiche sono normalmente installate all'interno di un tubo, che le sostiene e le protegge da luci estranee all'osservazione: questa soluzione è molto impiegata fra i telescopi ad uso amatoriale, mentre nei grandi telescopi astronomici diventa più pratica da costruire una leggera struttura a traliccio.

Un'altra differenza riguarda gli obiettivi: mentre nei telescopi amatoriali gli obiettivi a lenti sono abbastanza diffusi e gli specchi sono un pezzo unico, nei grandi osservatori sono ormai in disuso gli obiettivi a lente per la strumentazione principale e gli specchi sono spesso composti da molti elementi (generalmente di forma esagonale) e, nei progetti più moderni, installati su attuatori, che ne adattano continuamente la forma (ottica adattiva), per contrastare le distorsioni prodotte dalla turbolenza atmosferica.

[modifica] I rifrattori

I rifrattori sono i primi strumenti ottici che vennero usati per l'astronomia e sono caratterizzati da un obiettivo a lenti. Sono più costosi e generalmente più ingombranti dei telescopi riflettori il cui obiettivo è costituito da uno specchio, più un eventuale specchio secondario, che intercetta il fascio di luce e lo ridirige verso l'oculare o i sensori ottici (talvolta invece una fotocamera o altri dispositivi possono venire installati direttamente al fuoco dello specchio primario): il secondario e i suoi eventuali sostegni, presenti nei telescopi riflettori, producono quella che viene chiamata ostruzione, assente nei rifrattori, riducendo così la nitidezza dell'immagine. Nei rifrattori le immagini astronomiche posseggono una grandissima nitidezza, per questa ragione essi sono generalmente preferiti dagli astrofili che osservano gli sfuggenti particolari dei pianeti, spesso poco contrastati. Tuttavia a causa degli alti costi di produzione, per un astrofilo è possibile comprare un riflettore significativamente più grande a parità di costo e quindi dotato nel complesso di maggiore potere risolutivo. Proprio a causa delle difficoltà costruttive, i telescopi ad uso amatoriale in commercio difficilmente superano il diametro di 10-15 cm. I grandi telescopi professionali sono ormai basati su specchi; il più grande rifrattore mai costruito è quello da 40 pollici, un metro circa (101,60 cm), dell'Osservatorio Yerkes, costruito alla fine del XIX secolo.

[modifica] I newtoniani

Per approfondire, vedi le voci Telescopio_riflettore#Configurazione_newtoniana e Telescopio dobsoniano.

I "newtoniani" sono i primi telescopi a specchio ad essere stati costruiti e prendono il nome dal loro inventore, Isaac Newton. Sono considerati telescopi particolarmente economici e convenienti anche in funzione del loro peso (molto inferiore rispetto ad un rifrattore). Sebbene con alcuni modelli sia possibile fare astrofotografia, la posizione dell'oculare rende difficile posizionare la fotocamera e bilanciare lo strumento (in diversi modelli commerciali non è adatto neanche il focheggiatore). Un altro problema è legato alla collimazione delle ottiche che subiscono con facilità disallineamenti causati da urti o vibrazioni.

La configurazione newtoniana viene utilizzata anche per i modelli chiamati dobsoniani: telescopi costituiti da un tubo ottico newtoniano, appoggiato ad una montatura altazimutale formata da una forcella e una piattaforma girevole appoggiata a terra. I dobsoniani sono economici perché la loro montatura è costituita solo da elementi essenziali e la configurazione ottica newtoniana è relativamente economica e di più facile costruzione, rispetto ad altri tipi di telescopi riflettori. Mentre in altre montature più complesse i movimenti di precisione per il puntamento e l'inseguimento del cielo avviene tramite i cosiddetti moti micrometrici (un sistema di ingranaggi, mosso tramite una manopola in certi telescopi amatoriali) o tramite dei motori gestiti da un computer, nella montatura dobsoniana i movimenti avvengono spingendo a mano il telescopio. Si tratta dunque di una montatura altazimutale poco precisa nell'inseguimento del cielo e perciò poco adeguata all'astrofotografia, tuttavia l'estrema semplicità di costruzione e l'economicità, consentono di creare telescopi anche molto grandi a costi ridotti, risultando molto adatti agli appassionati delle osservazioni visuali degli oggetti deboli come le nebulose e le galassie.

Sebbene siano popolari fra i dilettanti, negli osservatori professionali viene preferito invece l'impiego di configurazioni più compatte: per i telescopi di grande diametro, queste si traducono in una notevole riduzione di dimensioni e di pesi, quindi in strutture più semplici per ospitarli e sostenerli, rendendo meno ardue e di costi minori le imprese ingegneristiche per costruirli.

[modifica] I catadriottici

Per approfondire, vedi le voci Telescopio Schmidt, Telescopio_riflettore#Telescopio_Schmidt_Cassegrain e Telescopio_riflettore#Telescopio_Maksutov_Cassegrain.

Altri telescopi molto diffusi fra gli astrofili sono gli Schmidt-Cassegrain e i Maksutov-Cassegrain, varianti della configurazione Cassegrain e dotati di una lastra correttrice, per via della quale sono detti catadriottici. Questi telescopi sono facili da trasportare (nei modelli più piccoli), essendo caratterizzati da un tubo ottico particolarmente corto, senza dover sacrificare la lunghezza focale. Di contro l'ostruzione del secondario è generalmente maggiore dei newtoniani e la maggiore complessità li rende solitamente più costosi. Nonostante ciò, i Maksutov si distinguono ugualmente per una buona nitidezza e offrono buone prestazioni per l'osservazione planetaria.

Questi telescopi sono generalmente adatti per l'astrofotografia e l'uso con fotocamere o i CCD. Di fatto molti obiettivi fotografici non sono altro che questo tipo di ottiche e viceversa degli obiettivi Maksutov sono stati convertiti in piccoli telescopi (o talvolta in grossi binocoli^[1]). Per via della compattezza di queste configurazioni, molti telescopi computerizzati portatili hanno un'ottica di questo tipo.

La costruzione di una lastra correttrice nei telescopi professionali più grandi è meno conveniente, perciò adottano configurazioni non catadriottiche Cassegrain o Ritchey-Chrétien.

[modifica] Altre configurazioni

Per approfondire, vedi la voce telescopio riflettore#Configurazione Ritchey-Chrétien.

Oltre alle tradizionali configurazioni ottiche esistono diverse varianti meno utilizzate, o impiegate in campi specifici dell'astronomia.
Il Ritchey-Chrétien è un telescopio di tipo aplanatico, esente cioè da aberrazioni sferiche e di coma. Ha un campo normale utile tra 0,8 e 1,5 gradi e richiede una lente detta spianatrice di campo.

[modifica] Ottiche attive e adattive

Per approfondire, vedi le voci ottica attiva, ottica adattiva e Telescopio a specchi sottili.

L'aumento sempre maggiore delle dimensioni degli specchi primari nei moderni telescopi, amplifica i problemi di deformazione dell'ottica a causa delle flessioni della stessa struttura del telescopio. Avviene così che in base alla posizione di puntamento lo specchio primario subisca delle flessioni che diminuiscono le prestazioni dello strumento. Per questa ragione si è sviluppata una tecnologia composta da una serie di pistoni pneumatici atti ad agire sui vari punti dello specchio, onde contrastare le deformazioni statiche. Tale sistema viene chiamato di ottica attiva. Alcuni sistemi sfruttano degli attuatori a gravità, tramite un contrappeso, altri tramite un sistema computerizzato di controllo dell'immagine.

Di simile principio è anche quello dell'ottica adattiva, applicato questa volta ai problemi della turbolenza atmosferica. Le deformazioni dell'immagine causate dall'atmosfera vengono corrette da un sensore che agisce sugli attuatori posti nello specchio primario, in base al raffronto dei fronti d'onda ottica delle immagini. Con questa correzione l'immagine continuamente corretta diviene qualitativamente più contrastata e nitida.
Il sistema dell'ottica adattiva, seppur molto costoso e complesso nella sua attuazione, risulta molto efficace all'atto pratico. Un numero crescente di osservatori astronomici adotta nei propri strumenti questo sistema, il cui sviluppo sta man mano determinando una diminuzione dei costi di questa nuova tecnologia.

[modifica] Parti ottiche di un telescopio

[modifica] Tubo ottico

Con il termine tubo ottico si intende sia il sostegno meccanico delle diverse parti ottiche del telescopio, che le ottiche principali e secondarie complessivamente montate in opera nel tubo.

1. Specchio primario principale: è posto nella parte posteriore del tubo; è in genere parabolico, ricoperto da un sottile strato di alluminio riflettente. Raccoglie la luce, la riflette allo specchio secondario che a sua volta la invia all’oculare.
2. Specchio secondario: è posto nella parte anteriore del tubo, è piano e di forma ellittica; riflette la luce raccolta dallo specchio principale all’oculare.
3. Dispositivi per alloggiamento e adattamento di oculari, filtri, lenti addizionali, spettroscopi, porta lastre, adattatori per riprese col CCD, ecc..

[modifica] Cercatore

È un telescopio di dimensioni notevolmente più piccole rispetto al telescopio primario al quale è solidale e la cui unica funzione consiste nell'agevolare il puntamento di un oggetto celeste: per ottenere ciò esso è caratterizzato da un notevole campo visivo (anche di 30°- 40°) e da basso ingrandimento per potere uniformarsi al diametro della pupilla dell'occhio umano (fra i 6 e gli 8 mm) propria dei bassissimi livelli di illuminazione notturna. Nei telescopi professionali il diametro dell'obiettivo raramente eccede i 50-60 millimetri; in quelli amatoriali l'obiettivo non supera quasi mai i 40 millimetri.

[modifica] Oculari

1. Huygens: Sono composti da due lenti piano-convesse, economico è molto comune.
2. Kellner: Sono composti da tre lenti per la correzione dell’aberrazione cromatica, dovuta alla diversa rifrazione delle diverse lunghezze d'onda della luce.
3. Plossl: Sono formati da 4 lenti in 2 accoppiate validi per tutti i tipi di osservazioni; richiede una maggiore distanza dell’occhio avendo una estrazione pupillare più stretto.
4. Super Plossl: oculare plossl con aggiunta una lente spianatrice di campo per ampliare il campo apparente.
5. Ramsden: oculare simile all'Huygens. Adatto a ottiche più luminose, ha il difetto di rendere visibile ogni granello di polvere sulle sue due lenti.
6. Ortoscopico: è il miglor oculare in circolazione, dotato di 4 lenti, è molto costoso.

[modifica] Accessori

Per approfondire, vedi la voce Accessori dei telescopi ottici.

[modifica] Lente di Barlow

Con il termine lente di Barlow si indica propriamente un sistema di lenti con curvatura negativa, che divergono i raggi luminosi diretti al fuoco. Detto sistema raddoppia la lunghezza focale dell'obiettivo e quindi gli ingrandimenti ottenibili. Riduce però sia la luminosità che la qualità dell’immagine. È utilizzato per l’osservazione degli oggetti molto luminosi, delle stelle doppie e in generale quando è necessario disporre di una immagine dalle notevoli dimensioni angolari, senza far ricorso a oculari dalla eccessivamente piccola lunghezza focale.

[modifica] Filtri

Sono delle lastre pian-parallele di vetro ottico colorate in pasta oppure di gelatina (tipo Kodak-Wratten) che fanno passare quasi esclusivamente la luce del loro colore.

1. Filtro solare: ha uno spessore di 19 micron (19 millesimi di millimetro); impedisce il passaggio dei raggi infrarossi e ultravioletti diminuendo di molto la luminosità del Sole.
2. Filtro verde: è indicato per l’osservazione della Luna.
3. Filtri rosso e arancione: sono indicati per i pianeti, in particolare per Marte
4. Filtro blu: è indicato per Giove, Saturno e Venere

[modifica] Raddrizzatore d'immagine

Ha la caratteristica di raddrizzare l’immagine e quindi permette l’uso del telescopio come cannocchiale terrestre. Ingrandisce l’immagine di 1,5 volte.

[modifica] Montature per telescopi

Per montatura di un telescopio s'intende la struttura meccanica che si occupa di sostenere la componente strumentale ottica e la relativa strumentazione osservativa: fotometro, spettrografo, CCD ecc.
La montatura ha anche la fondamentale funzione di compensare il moto di rotazione della Terra e dunque il moto apparente degli astri da Est verso Ovest, eseguendo un moto di rotazione in senso opposto a quello apparente del cielo. In questo modo l'oggetto da osservare rimarrà sempre al centro del campo d'osservazione.

Una montatura per essere considerata efficiente deve soddisfare i seguenti requisiti:

1. requisito meccanico, la montatura deve essere improntata alla massima rigidità; esente da flessioni o vibrazioni, che mantenga una velocità costante nel suo moto di inseguimento in modo da mantenere sempre al centro del campo visivo l'oggetto inquadrato senza fughe. Infine deve essere costituita da una meccanica precisa ed esente da giochi meccanici che possano precludere la sua precisione.
2. requisito elettronico, un elemento importante per un telescopio è oramai la presenza di un controllo elettronico dei movimenti, in modo da poter gestire tramite una pulsantiera o persino un computer la gestione e il puntamento dei corpi celesti.
3. requisito informatico, ossia il software che sia in grado di comunicare con l'elettronica e la meccanica dello strumento. Questo requisito consente non solo di puntare un oggetto, ma anche di annullare gli errori strumentali tramite correzioni del moto e persino la possibilità di gestire lo strumento per via remota, via internet ad esempio.

[modifica] Tipi di montature

Le montature per telescopi si dividono in due categorie principali: montature altazimutali e montature equatoriali.

[modifica] Montatura altazimutale

Per approfondire, vedi la voce montatura altazimutale.

La prima montatura più semplice da costruire, costituita dal moto dei due assi principali azimut ed elevazione. Il telescopio, per mantenere l'oggetto osservato al centro del campo, deve muovere eseguire dei moti nei due assi: l'orizzontale e il verticale. Inoltre è presente un altro inconveniente: la rotazione del campo. Tutto questo è risolto da un sistema di motori controllati da un computer il quale provvede a mantenere sempre perfetto il puntamento. Questo tipo di montatura è utilizzata nei telescopi amatoriali più economici oppure per i telescopi professionali di grandi dimensioni, a causa della maggior semplicità e leggerezza della stessa: requisito indispensabile per sostenere specchi del diametro di alcuni metri, sorretti da strutture pesanti diverse tonnellate.
Il più grande telescopio a montatura altazimutale è il famoso Telescopio Hale presso l'Monte Palomar, del diametro di 5 metri. La generazione attuale di telescopi presenta diametri di 8-10 metri, ma sono in progetto telescopi da 30, 50 e anche 100 metri: tutti questi telescopi usano montature altazimutali o come in alcuni casi, montature di derivazione altazimutale.

[modifica] Montature equatoriali

Per approfondire, vedi la voce Montatura equatoriale.

Esistono diversi tipi di montature equatoriali accomunate però dalla caratteristica fondamentale di avere uno degli assi di rotazione inclinato in funzione della latitudine del luogo. Questa inclinazione consente (a fronte di un puntamento della montatura rispetto il Polo Nord Celeste) di "inseguire" i corpi celesti con l'ausilio di un solo movimento, semplificando rispetto ad una montatura altazimutale la modalità di inseguimento. La presenza di un solo moto infatti consente anche per i telescopi amatoriali di raggiunge il medesimo scopo, senza dover avere l'ausilio di sofisticata attrezzatura e software di supporto: un semplice motorino con un tempo di rotazione di 24 ore, è sufficiente.

Le tipologie di montature equatoriali sono:

• Montatura alla tedesca o di Fraunhofer;
• Montatura inglese;
• Montatura a forcella;
• Montatura fotografica;
• Montatura Porter od a ferro di cavallo.

Queste montature si differenziano in base ad alcune differenze costruttive e tecniche, utilizzabili di volta in volta in base alle esigenze. Questo tipo di montatura è la più diffusa in campo amatoriale, per la sua semplicità costruttiva e per la precisione di inseguimento.

[modifica] Altre montature

[modifica] La montatura altitude-altitude (alt-alt)

Un tipo particolare di montatura è la montatura detta alt-alt mount o, più tecnicamente altitude-altitude. Essa si colloca a metà strada fra la montatura equatoriale e la montatura altazimutale. Si tratta di una montatura all'inglese modificata la cui culla principale (la struttura meccanica ove è alloggiato il telescopio) anziché puntare al Nord celeste, è parallela al suolo. La montatura presenta il vantaggio di scaricare le masse al centro ideale gravitazionale dello strumento distribuendole in maniera equivalente su due assi (nella montatura inglese tutto il peso gravita sull'asse che punta al Polo Sud) senza dar luogo alle flessioni tipiche della montatura a forcella.

Per contro si ha, come nella montatura altazimutale, la rotazione di campo che è in funzione sia della declinazione strumentale che della latitudine locale ove si trova lo strumento. Tuttavia, quando lo strumento lavora su oggetti che si trovano in prossimità dell'equatore celeste, la rotazione di campo è pressoché eguale a zero. In via teorica la montatura può non essere allineata, ma un allineamento degli assi Nord-Sud o Est-Ovest è essenziale per ridurre il fenomeno della rotazione di campo sopra accennato. Una descrizione tecnica abbastanza approfondita di questa montatura si trova a questo sito, ove è scaricabile anche un piccolo programma che consente di scegliere l'allineamento ottimale della montatura in funzione della latitudine. Nell'articolo sono presenti inoltre numerose immagini di montature alt-alt.

[modifica] Montature per telescopi solari

Le montature per telescopi solari differiscono per vari particolari da quelle costruite per i telescopi destinati all'osservazione della volta celeste. I telescopi solari posseggono focali lunghissime ed è impossibile movimentare un tubo ottico di tali dimensioni; lo specchio inoltre non è parabolizzato, ma sferico. La montatura di un telescopio solare è la parte ottica meccanica che serve ad indirizzare la luce del Sole in un tubo che è o coricato sul terreno, o perpendicolare ad esso, o leggermente inclinato e che presenta dimensioni che variano da 30 metri a qualche centinaio di metri.
Tramite un sistema di specchi si opera il rinvio della sorgente luminosa solare all'interno del tubo ottico ove l'immagine subisce il consueto trattamento: ingrandimento, focalizzazione, osservazione e studio. Lo strumento destinato a raccogliere l'immagine del Sole ed ad indirizzarla nel tubo ottico prende il nome di eliostato.

L'eliostato è composto da uno specchio piano inclinato equatorialmente che ruota per inseguire il Sole e che dirige l'immagine catturata su di un secondo specchio piano che rinvia l'immagine allo specchio principale sferico, che a sua volta provvede ad amplificarla e focalizzarla nel fuoco geometrico dello specchio principale dove si trova la strumentazione.
A motivo della doppia riflessione lo specchio primario (equatorialmente inclinato) non compie un'intera rotazione su se stesso in 24 ore (circa), bensì in 48 ore (circa). Lo specchio principale va spostato durante i diversi periodi dell'anno a motivo della diversa altezza del Sole sull'orizzonte in inverno, primavera, ed estate.

[modifica] Caratteristiche tecniche dei telescopi ottici

[modifica] Diametro

Per diametro di un telescopio si intende il diametro di apertura dell'obiettivo ottico, esso viene misurato di millimetri o in pollici. L'importanza del diametro consiste non solo nella quantità di luce che esso raccoglie ma soprattutto nella risoluzione dell'immagine prodotta; all'aumentare del diametro aumentano queste caratteristiche ma consequenzialmente aumenta la sensibilità alle turbolenze atmosferiche.

[modifica] Lunghezza focale

La lunghezza focale è la misura del percorso ottico della luce all'interno del tubo ottico, dal suo ingresso nell'obiettivo sino al fuoco dell'oculare.

[modifica] Rapporto tra focale e diametro

Il rapporto focale/diametro o "f/", è un valore numerico importante nella determinazione dell'uso di un telescopio. Proprio come avviene negli obiettivi fotografici, il rapporto focale di un telescopio individua la luminosità dello stesso e quindi la sua attitudine a ricevere informazioni luminose.

[modifica] Il potere di risoluzione

Il fenomeno della diffrazione ottica pone un limite alla risoluzione che un telescopio può raggiungere. Il fenomeno è correlato al cosiddetto disco di Airy, e pone un limite alla minima distanza (angolare) a cui possono trovarsi due "punti" osservati perché si possa distinguerli l'uno dall'altro. Questo limite assoluto è chiamato limite di risoluzione di Sparrow, o più comunemente limite di diffrazione. Tale minima distanza è direttamente proporzionale alla lunghezza d'onda della luce osservata e inversamente proporzionale al diametro dell'obbiettivo del telescopio. Ciò significa che un telescopio di un certo diametro può risolvere fino ad un certo punto oggetti osservati in una certa lunghezza d'onda. Se si vuole una risoluzione maggiore (distanza minima più piccola) alla stessa lunghezza d'onda, occorre usare un telescopio più grande.

In astronomia il potere di risoluzione è sostanzialmente il più piccolo angolo di separazione risolvibile tra due stelle vicine misurato in secondi d'arco.
Il potere di risoluzione dell'occhio umano è di un minuto d'arco. Per un telescopio di 114 mm di diametro la risoluzione è di 1", esso viene calcolato in maniera orientativa dividendo 120 per il diametro in mm (120/114 = 1" circa), mentre un telescopio da 200 mm ha una risoluzione di 0,6". Tuttavia la turbolenza atmosferica la stabilità dello strumento e la qualità dell'obiettivo fanno scendere il valore teorico ottenuto.

[modifica] L'ingrandimento

L'ingrandimento di un'immagine dipende sostanzialmente dalla lunghezza focale del telescopio e dall'oculare utilizzato. Dividendo la lunghezza focale per quella dell'oculare si ottengono gli ingrandimenti. Ad esempio se il telescopio ha una lunghezza focale di 1000 mm e si utilizza un oculare da 12 mm, si ottengono 83 ingrandimenti.

In un telescopio, come in ogni strumento ottico, esistono dei limiti pratici all'utilizzo di alti ingrandimenti, sia perché il campo visivo si restringe, sia perché il livello di dettaglio che si riesce a percepire è fissato dal potere risolutivo, quindi ingrandendo a dismisura si otterrà soltanto un'immagine confusa e "sfumata". L'effetto è paragonabile a quando si zooma eccessivamente un'immagine (la cui risoluzione è fissata) sullo schermo del computer.

[modifica] La percentuale di ostruzione

La cosiddetta ostruzione in un telescopio è un valore calcolato solamente per i modelli a riflessione in cui si utilizza uno specchio secondario di riflessione. La dimensione del secondario costituisce superficie di ostruzione alla luce entrante, pertanto in base ai modelli è possibile avere un'ostruzione compresa tra il 10 e il 45%. L'ostruzione influenza il contrasto dell'immagine nonché la capacità di acquisire luce, che per alte ostruzioni sarà sicuramente minore.

[modifica] Accessori fotografici

Fra gli accessori fotografici, il principale è ovviamente la fotocamera. Chi usa la pellicola, preferisce le vecchie macchine reflex manuali, che possono tenere aperto l'otturatore per tutte le ore di posa, senza pericolo che si chiuda per l'esaurimento della batteria. Per chi punta sul digitale, la tecnologia migliora ogni anno: attualmente si può partire da comuni fotocamere digitali e webcam, per arrivare ai CCD dedicati (spesso dotati di sistemi di raffreddamento), che hanno una grandissima sensibilità e qualità. A queste vengono affiancati i vari raccordi e adattatori necessari, ma soprattutto il sistema di guida, che può essere basato su un telescopio guida montato in parallelo al principale oppure può essere una guida fuori asse, che intercetta parte della luce che va alla fotocamera, ridirigendola verso l'oculare di guida. Dell'oculare guida esistono diversi modelli, accomunati da un reticolo illuminato, con la funzione di mirino e riferimento.

[modifica] I radiotelescopi

Per approfondire, vedi la voce radioastronomia.

I radio telescopi sono antenne radio che, al pari degli specchi dei telescopi che lavorano in ottico, focalizzano la radiazione amplificandola nel fuoco geometrico dell'antenna (dove è posto il detector) che raccoglie il segnale radio. Le antenne sono a volte costituite da una griglia di fili conduttori, le cui aperture sono più piccole della lunghezza d'onda osservata.

I radio telescopi sono spesso usati a coppie, o in gruppi più numerosi, per ottenere diametri "virtuali" proporzionali alla distanza tra i telescopi (vedi la voce sull'interferometria). I gruppi più grandi hanno collegato telescopi sui lati opposti della Terra.
I radiotelescopi lavorano sulle frequenze radio degli oggetti celesti, compiendo osservazioni in questo settore dell'astronomia che presenta il vantaggio di non dipendere (come nel settore ottico) né dalle condizioni meteorologiche, né dall'alternanza giorno-notte.

[modifica] Telescopi gamma e raggi X

Per approfondire, vedi la voce Astronomia a raggi X.

I telescopi per raggi X e raggi gamma hanno altri problemi, principalmente derivanti dal fatto che questi raggi possono attraversare il metallo e il vetro. Usano in genere degli specchi a forma di anello, messi quasi paralleli al fascio di luce incidente, che viene riflessa di pochi gradi: questa caratteristica determina una differenza qualità costruttiva e tecnica del telescopio. Gli specchi sono in genere una sezione di parabola ruotata.

[modifica] Il telescopio Cerenkov

Il telescopio Cerenkov rivela la caratteristica radiazione emessa da particelle gamma che attraversano l'atmosfera. Queste particelle assorbite dall'alta atmosfera terrestre originano un segnale che è da considerare l'equivalente del "bang" supersonico per le onde sonore, le particelle infatti viaggiano ad una velocità maggiore rispetto a quella della luce. Il lampo Cerenkov viaggia nella stessa direzione dello sciame, e può essere rivelato dai telescopi Cerenkov. Esso consta di uno specchio primario e di un secondario dove è posta la strumentazione di rivelazione. Questi telescopi vengono denominati IACT (Imaging Air Čerenkov Telescopes). Tra gli esperimenti attualmente in funzione che sfruttano tale tecnica spiccano le collaborazioni MAGIC, HESS, CANGAROO e VERITAS.

[modifica] Interferometrica ottica e radio

Per approfondire, vedi la voce interferometria.

L'esigenza di aumentare sempre più le dimensioni dei rivelatori (ottici e radio) e quindi di migliorare la risoluzione delle immagini dei corpi celesti, ha sviluppato un sistema che supera i limiti fisici degli strumenti a disposizione. Questo metodo è quello dell'interferometria. Esso sfrutta la possibilità di integrare i segnali di due strumenti posti ad una certa distanza, di elaborarli e di ottenere un'unica immagine contenente le caratteristiche di entrambi gli strumenti: con il vantaggio di considerare la loro distanza come il diametro dell'obiettivo o del rivelatore.
Il metodo interferometrico viene applicato sia in radioastronomia e quindi sulle lunghezze radio, che in campo ottico. Quest'ultimo è un campo di applicazione più recente, più complesso di quello radio, ma che trova già le prime applicazioni pratiche nei nuovi telescopi.

[modifica] Sensori

Inizialmente, il sensore usato nei telescopi era l'occhio umano. In seguito, la lastra fotografica prese il suo posto, e fu introdotto lo spettrografo, permettendo agli astronomi di avere informazioni sullo spettro di una sorgente. Dopo la lastra fotografica, varie generazioni di sensori elettronici come i CCD (e ultimamente in campo astrofilo anche le webcam) sono state perfezionate, ognuna con una crescente sensibilità e risoluzione. I sensori CCD permettono di realizzare strumenti con elevata profondità di campo o con elevata risoluzione a seconda delle necessità dello strumento. Il telescopio Pan-STARRS per esempio essendo stato sviluppato per individuare i potenziali asteroidi in rotta di collisione con la Terra necessita di una elevata risoluzione e quindi utilizza una serie di 60 CCD che generano 1.9 gigapixel per scatto.^[2]

I telescopi moderni contengono numerosi strumenti tra cui scegliere quello più adatto: camere per immagini, con diversa risposta spettrale. Spettrografi per varie lunghezze d'onda. Polarimetri, che possono rilevare la direzione della luce polarizzata, eccetera.

[modifica] Telescopi celebri

[modifica] Telescopi in orbita

• Il Telescopio Spaziale Hubble si trova in orbita, fuori dall'atmosfera terrestre, per evitare che le immagini siano distorte dalla rifrazione. In questo modo il telescopio lavora sempre al suo limite di diffrazione, e può essere usato per osservazioni nell'infrarosso e nell'ultravioletto.

• Il Telescopio Spaziale Spitzer è un osservatorio spaziale che osserva nell'infrarosso. Costruito dalla NASA, Jet Propulsion Laboratory e il California Institute of Technology e lanciato il 25 agosto 2003, è il quarto ed ultimo del progetto Grandi Osservatori della NASA.

• COROT è una missione dell'agenzia spaziale francese (CNES) in cooperazione con l'Agenzia Spaziale Europea, per lo studio delle superfici stellari e l'individuazione di pianeti extrasolari.

• Il Telescopio Spaziale James Webb è un telescopio spaziale in infrarosso sviluppato come sostituto (parziale) del Telescopio Spaziale Hubble. Verrà costruito e gestito in cooperazione dalla NASA e dall'Agenzia Spaziale Europea. Il lancio del telescopio è previsto per il 2013.

[modifica] Telescopi ottici

• Il Very Large Telescope (VLT) è un complesso composto da quattro telescopi ognuno di 8 metri di diametro. Appartenente all'ESO e costruito nel deserto di Atacama in Cile, può funzionare come quattro telescopi separati o come uno solo, combinando la luce proveniente dai quattro specchi.
• Il più grande specchio singolo è quello del telescopio Keck, con diametro di 10 metri. Il Keck è però composto da 36 segmenti più piccoli.
• Esistono molti progetti per telescopi ancora più grandi, per esempio il Overwhelmingly Large Telescope (telescopio spaventosamente grande), in genere chiamato OWL, con l'obiettivo di un diametro di 100 metri.
• Il telescopio Hale posto sul Monte Palomar, largo 5 metri, è stato per molto tempo il più grande. Ha un singolo specchio di borosilicato (Pyrex (tm)), che fu notoriamente difficile da costruire. Anche la montatura è unica, una montatura equatoriale senza forcella, che nonostante ciò permette al telescopio di puntare molto vicino al polo celeste.
• Il telescopio del Monte Wilson, da 2,5 metri, fu usato da Edwin Hubble per provare l'esistenza delle galassie, e per analizzare il loro spostamento verso il rosso. È adesso parte di un array assieme ad altri telescopi sullo stesso monte, ed è ancora utile per ricerche avanzate.
• Il rifrattore da 102 centimetri dello Yerkes Observatory nello stato del Wisconsin, USA, è il più grande rifrattore orientabile al mondo.

[modifica] Radiotelescopi

• Il Radiotelescopio di Arecibo è il più grande al mondo con i suoi 300 metri di diametro. viene utilizzato per le indagini radio di pianeti e oggetti celesti.
• Very Large Array

[modifica] Voci correlate

• Storia dei telescopi
• Telescopio amatoriale
• Telescopio robotico
• Telescopio ottico
• Accessori dei telescopi ottici
• Lista dei telescopi rifrattori più grandi
• Autocostruzione
• Astronomia dell'infrarosso

[modifica] Note

[modifica] Altri progetti

• Wikimedia Commons contiene file multimediali su Telescopio
• Wikizionario contiene la voce di dizionario «Telescopio»

[modifica] Bibliografia

• Il libro dei telescopi di Walter Ferreri - ed. Il Castello. ISBN 9788880390930
• Come osservare il cielo col mio primo telescopio di Walter Ferreri - ed. Il Castello. ISBN 9788880396505

[modifica] Collegamenti esterni

• http://www.eso.org/projects/owl/
• (EN) La risoluzione di un telescopio