www.wikidata.uk-ua.nina.az

Коронограф походить від лат corona вінець і γρᾰ φω граф пишу телескоп для реєстрації випромінювання сонячної корони поза

Коронограф

Коронограф (походить від лат. corona — вінець, і γρᾰ́φω, граф — «пишу») — телескоп для реєстрації випромінювання сонячної корони поза смугою затемнень.

Схема коронографа Ліо

Історія Редагувати

Яскравість корони на відстані 1.2 радіуса Сонця (від центру диска Сонця) складає від яскравості диска Сонця. Тому до 1930-х років спостереження корони проводилися тільки під час повних сонячних затемнень. Численні спроби спостерігати корону, екрануючи диск Сонця штучним «місяцем», що розташований в фокальній площині телескопа, зазнали невдач. Рішення проблеми було знайдено французькім вченим Б. Ліо в 1930 р. Він ретельно вивчив джерела розсіяного світла, що створює сильний фон в інструменті. Спостереження насамперед повинні проводитися при виключно ясному «безореольному» небі. Яскравість неба зазвичай сильно зростає з наближенням до сонячного краю, це і є ореол. Це зростання обумовлено розсіюванням сонячного світла на частинках пилу, водяних краплях і кристалах льоду, що містяться в атмосфері. Вибір місця спостережень високо в горах істотно збільшує кількість безореольних днів, в деякі години знижуючи яскравість неба поблизу Сонця до декількох мільйонних часток величини яскравості сонячного диска (хорошими для спостережень корони вважаються значення в десятки мільйонних часток). Ліо обрав місце у французьких Піренеях на висоті 2900 м, тепер це відома обсерваторія Пік-дю-Міді. Особливу увагу він звернув на розсіювання сонячного світла в об'єктиві інструменту. Джерелами розсіяного світла є: подряпини, пил на поверхнях об'єктива, неоднорідні відхилення поверхні від заданої форми (дефекти полірування); внутрішні неоднорідності скла (так звані «свілі») і повітряні пухирці; багаторазові відбиття світла від оптичних поверхонь; дифракція світла на краях об'єктива. Для того щоб звести до мінімуму вплив цих джерел, Ліо використовував в якості об'єктива плоско-опуклу лінзу, виготовлену з однорідного скла з ретельно відполірованими поверхнями, і сконструював телескоп спеціального типу - коронограф. Він був створений за схемою "внутрішнього затемнення".

Коронограф із зовнішнім затемненням також запропонований Б. Ліо, а виготовлений американськими астрономами Дж. Ньюкерком і Д. Болін в 1964 році. Такий коронограф призначений для роботи в космосі. Спостереження з використанням космічних коронографів сформували сучасні уявлення про еволюцію корональних викидів маси. З 1990-х років елементи коронографічних методів успішно використовуються для вивчення астрономічних об'єктів низької яскравості, локалізованих поблизу яскравих об'єктів, — супутників планет сонячної системи, планет і протопланетних дисків навколо найближчих зірок і т. ін. Розвиток технології виготовлення супергладких дзеркал (з мікрошероховатістю до м) стимулювало розробки великоапертурних дзеркальних коронографів.

Типи коронографів Ліо Редагувати

Коронограф із внутрішнім затемненням Редагувати

Схема коронографа Ліо приведена на малюнку. Головний об'єктив О1 будує зображення Сонця на штучному «місяці», який є полірованим металевим конусом, орієнтованим вершиною до об'єктиву. Діаметр основи конуса трохи більше діаметра зображення Сонця. Штучний «місяць» М відбиває сонячне світло так, що воно не потрапляє назад на об'єктив. Безпосередньо за «місяцем» розташована досить суттєва деталь коронографа - лінза поля O2 з фокусною відстанню приблизно в 10 разів меншою, ніж у головного об'єктива. Лінза поля будує зображення головного об'єктиву на діафрагмі L, екранує яскраве кільце, утворене дифрагованим світлом. За діафрагмою L розташований об'єктив О3, який «переносить» зображення наближених до Сонця ділянок неба і корони на фотографічну платівку або щілину спектрографа. В площині діафрагми можна також розташувати невеликі екранчики, що закривають світлі точки, що виникають внаслідок розсіювання на існуючих неоднорідностях і подряпинах. Ліо в своїй схемі розташовував у центрі діафрагми невеликий екран, який закривав яскраву крапку, що утворюється при відбиванні сонячного світла від поверхонь об'єктива. Вимоги щодо лінзи поля та перебудовуючого об'єктиву, не високі. Для гарного об'єктива практично все розсіяне світло визначається дифракційним кільцем, зумовлена ним інтенсивність фону в фокальній площині коронографа на відстані 0,05 - 0,1 Rc від краю зображення «місяця» складає приблизно 1/1000 яскравості Сонця. За умови особливо ретельної підготовки 10-сантиметрового об'єктива Ліо вдавалося знижувати яскравість фону від розсіяного світла до 1-2 мільйонних частки яскравості Сонця. Кількість розсіяного світла залежить від діаметра об'єктива (очевидно, що вона росте трохи швидше, ніж квадрат діаметра).

Однолінзовий об'єктив має значну хроматичну аберацію, його фокусні відстані для випромінювання з різною довжиною хвиль різні. Це не є перешкодою для спостережень корони, оскільки спостереження для збільшення контрастності проводяться в світлі однієї з найбільш яскравих корональних ліній (зазвичай зеленої або червоної), тобто, практично в монохроматичному світлі. Поблизу краю Сонця еквівалентна ширина зеленої корональної лінії становить десятки і може досягати сотень ангстрем. Це означає, що застосування вузького монохроматичного фільтра з шириною смуги пропускання в 1-2 Å (нагадаємо, що ширина зеленої лінії близько 1 Å) може підвищити контрастність спостерігаємого випромінювання корони по відношенню до фону неба в десятки разів. Конструкція такого фільтра була розроблена Ліо, а сам фільтр виготовлений незалежно один від одного трьома дослідниками - Ліо, Еманом і Евансом. У 1966 р. в СРСР був виготовлений найбільший в світі коронограф, що мав 53-сантиметровий об'єктив з фокусом 8 м. Оптична схема і основи механічної конструкції інструмента були розроблені Г. М. Нікольским і А. А. Сазановим. Коронограф встановили на Гірський астрономічній станції Пулковської обсерваторії. Великі коронографи надають можливість детально вивчати особливості внутрішньої корони і хромосфери за умов більшої просторової роздільної спроможності (одна секунда дуги й краще).

Коронограф із зовнішнім затемненням Редагувати

У коронографі Ліо штучне затемнення здійснюється всередині інструмента, після побудови зображення Сонця. Якщо помістити перед об'єктивом телескопа непрозорий диск, щоб він «затінив» об'єктив від прямих сонячних променів, то можна істотно знизити розсіяне світло. Однак при цьому світло, що йде з точок, розташованих на малій кутовій відстані від Сонця, попаде лише на невелику частину об'єктива, яка утворює кільце уздовж оправи. Відносна ширина цього кільця визначається кутовою відстанню досліджуваної області корони від Сонця, лінійною відстанню диска від об'єктива l і діаметром об'єктива d. Весь об'єктив буде висвітлюватися випромінюванням, що йде від точки, віддаленої на кут α від краю Сонця, причому . Ha об'єктив потрапить також сонячне світло, дифраговане на краю зовнішнього диска. Інтенсивність діфрагованого випромінювання становитиме близько по відношенню до яскравості сонячного світла, що падає на диск поблизу краю об'єктива. Якщо використати тепер в якості телескопа коронограф Ліо, розсіяне світло в якому може становити від яскравості джерела, що висвітлює об'єктив, то ми будемо мати коронограф, в якому розсіяне світло дуже мале, близько (у відносних одиницях). Ця величина в 1000 разів менша яскравості ідеального гірського неба. Подібний коронограф з «зовнішнім затемненням» був запропонований Ліо, а в 1964 р сконструйований в США Ньюкирком і Боліном.

Щоб зменшити кількість світла, дифрагованого на зовнішньому диску, використовувалися кілька дисків, встановлених один за одним. Розрахунки показують, що ставити більше трьох дисків не має сенсу, оскільки подальше збільшення їх числа не зменшує інтенсивність дифрагованого світла, що потрапляє на об'єктив. Крім того, були застосовані різні методи так званої «апподизації» - зменшення кількості дифрагованого світла. Наприклад, якщо край диска зробити зубчастим (зубці, звичайно, робляться достатньо дрібними в порівнянні з розмірами диска), то напрям дифрагованих променів змінюється так, що частина їх проходить повз об'єктив. Настільки мале інструментальне розсіяне світло в коронографі «із зовнішнім затемненням» робить доцільним його застосування для спостережень корони з борту космічних апаратів або аеростатів, за умов малої інтенсивності випромінювання неба. Спостереження з аеростата проводилися французьким астрономом Дольфюссом з його співробітниками (1971), а в космосі - американськими дослідниками з борта орбітальної обсерваторії «Скайлеб». Істотним недоліком коронографа «із зовнішнім затемненням» є малі по розміру об'єктиви (малі діаметр і фокусна відстань), що знижують його роздільну здатність. Це пов'язано з тим, що при допустимих розмірах всього приладу в цілому відстань від затемнюючих дисків до об'єктива має бути істотно більшою ніж фокусна відстань об'єктива. Коронограф «із зовнішнім затемненням», сконструйований Ньюкирком і Боліном, мав головний об'єктив діаметром 33 мм з фокусною відстанню 35 см, відстань від «місяця» до об'єктива становила 2,3 м.

Коронографи в обсерваторіях світу Редагувати

В кримській астрофізичній обсерваторії знаходиться коронограф КГ-2. Детальна інформація про його параметри та зображення наведено на офіційній сторінці

Коронограф в Кисловодській астрономічній обсерваторії
Коронограф в Саянській астрономічній обсерваторії


Див також Редагувати

Список сонячних бур

Джерела Редагувати

  1. [Никольский Г.М. Солнечная корона и межпланетное пространство. – М.: Знание, 1975 Джерело: https://collectedpapers.com.ua/ru/solar_crown_interplanetary_space/metodi-doslidzhen [ 19 травня 2018 у Wayback Machine.]]
  2. Астрофизическая Обсерватория
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
Koronograf pohodit vid lat corona vinec i grᾰ fw graf pishu teleskop dlya reyestraciyi viprominyuvannya sonyachnoyi koroni poza smugoyu zatemnen Shema koronografa LioZmist 1 Istoriya 2 Tipi koronografiv Lio 2 1 Koronograf iz vnutrishnim zatemnennyam 2 2 Koronograf iz zovnishnim zatemnennyam 3 Koronografi v observatoriyah svitu 4 Div takozh 5 DzherelaIstoriya RedaguvatiYaskravist koroni na vidstani 1 2 radiusa Soncya vid centru diska Soncya skladaye 10 6 displaystyle 10 6 nbsp vid yaskravosti diska Soncya Tomu do 1930 h rokiv sposterezhennya koroni provodilisya tilki pid chas povnih sonyachnih zatemnen Chislenni sprobi sposterigati koronu ekranuyuchi disk Soncya shtuchnim misyacem sho roztashovanij v fokalnij ploshini teleskopa zaznali nevdach Rishennya problemi bulo znajdeno francuzkim vchenim B Lio v 1930 r Vin retelno vivchiv dzherela rozsiyanogo svitla sho stvoryuye silnij fon v instrumenti Sposterezhennya nasampered povinni provoditisya pri viklyuchno yasnomu bezoreolnomu nebi Yaskravist neba zazvichaj silno zrostaye z nablizhennyam do sonyachnogo krayu ce i ye oreol Ce zrostannya obumovleno rozsiyuvannyam sonyachnogo svitla na chastinkah pilu vodyanih kraplyah i kristalah lodu sho mistyatsya v atmosferi Vibir miscya sposterezhen visoko v gorah istotno zbilshuye kilkist bezoreolnih dniv v deyaki godini znizhuyuchi yaskravist neba poblizu Soncya do dekilkoh miljonnih chastok velichini yaskravosti sonyachnogo diska horoshimi dlya sposterezhen koroni vvazhayutsya znachennya v desyatki miljonnih chastok Lio obrav misce u francuzkih Pireneyah na visoti 2900 m teper ce vidoma observatoriya Pik dyu Midi Osoblivu uvagu vin zvernuv na rozsiyuvannya sonyachnogo svitla v ob yektivi instrumentu Dzherelami rozsiyanogo svitla ye podryapini pil na poverhnyah ob yektiva neodnoridni vidhilennya poverhni vid zadanoyi formi defekti poliruvannya vnutrishni neodnoridnosti skla tak zvani svili i povitryani puhirci bagatorazovi vidbittya svitla vid optichnih poverhon difrakciya svitla na krayah ob yektiva Dlya togo shob zvesti do minimumu vpliv cih dzherel Lio vikoristovuvav v yakosti ob yektiva plosko opuklu linzu vigotovlenu z odnoridnogo skla z retelno vidpolirovanimi poverhnyami i skonstruyuvav teleskop specialnogo tipu koronograf Vin buv stvorenij za shemoyu vnutrishnogo zatemnennya Koronograf iz zovnishnim zatemnennyam takozh zaproponovanij B Lio a vigotovlenij amerikanskimi astronomami Dzh Nyukerkom i D Bolin v 1964 roci Takij koronograf priznachenij dlya roboti v kosmosi Sposterezhennya z vikoristannyam kosmichnih koronografiv sformuvali suchasni uyavlennya pro evolyuciyu koronalnih vikidiv masi Z 1990 h rokiv elementi koronografichnih metodiv uspishno vikoristovuyutsya dlya vivchennya astronomichnih ob yektiv nizkoyi yaskravosti lokalizovanih poblizu yaskravih ob yektiv suputnikiv planet sonyachnoyi sistemi planet i protoplanetnih diskiv navkolo najblizhchih zirok i t in Rozvitok tehnologiyi vigotovlennya supergladkih dzerkal z mikrosherohovatistyu do 5 10 10 displaystyle 5 times 10 10 nbsp m stimulyuvalo rozrobki velikoaperturnih dzerkalnih koronografiv Tipi koronografiv Lio RedaguvatiKoronograf iz vnutrishnim zatemnennyam Redaguvati Shema koronografa Lio privedena na malyunku Golovnij ob yektiv O1 buduye zobrazhennya Soncya na shtuchnomu misyaci yakij ye polirovanim metalevim konusom oriyentovanim vershinoyu do ob yektivu Diametr osnovi konusa trohi bilshe diametra zobrazhennya Soncya Shtuchnij misyac M vidbivaye sonyachne svitlo tak sho vono ne potraplyaye nazad na ob yektiv Bezposeredno za misyacem roztashovana dosit suttyeva detal koronografa linza polya O2 z fokusnoyu vidstannyu priblizno v 10 raziv menshoyu nizh u golovnogo ob yektiva Linza polya buduye zobrazhennya golovnogo ob yektivu na diafragmi L ekranuye yaskrave kilce utvorene difragovanim svitlom Za diafragmoyu L roztashovanij ob yektiv O3 yakij perenosit zobrazhennya nablizhenih do Soncya dilyanok neba i koroni na fotografichnu plativku abo shilinu spektrografa V ploshini diafragmi mozhna takozh roztashuvati neveliki ekranchiki sho zakrivayut svitli tochki sho vinikayut vnaslidok rozsiyuvannya na isnuyuchih neodnoridnostyah i podryapinah Lio v svoyij shemi roztashovuvav u centri diafragmi nevelikij ekran yakij zakrivav yaskravu krapku sho utvoryuyetsya pri vidbivanni sonyachnogo svitla vid poverhon ob yektiva Vimogi shodo linzi polya ta perebudovuyuchogo ob yektivu ne visoki Dlya garnogo ob yektiva praktichno vse rozsiyane svitlo viznachayetsya difrakcijnim kilcem zumovlena nim intensivnist fonu v fokalnij ploshini koronografa na vidstani 0 05 0 1 Rc vid krayu zobrazhennya misyacya skladaye priblizno 1 1000 yaskravosti Soncya Za umovi osoblivo retelnoyi pidgotovki 10 santimetrovogo ob yektiva Lio vdavalosya znizhuvati yaskravist fonu vid rozsiyanogo svitla do 1 2 miljonnih chastki yaskravosti Soncya Kilkist rozsiyanogo svitla zalezhit vid diametra ob yektiva ochevidno sho vona roste trohi shvidshe nizh kvadrat diametra Odnolinzovij ob yektiv maye znachnu hromatichnu aberaciyu jogo fokusni vidstani dlya viprominyuvannya z riznoyu dovzhinoyu hvil rizni Ce ne ye pereshkodoyu dlya sposterezhen koroni oskilki sposterezhennya dlya zbilshennya kontrastnosti provodyatsya v svitli odniyeyi z najbilsh yaskravih koronalnih linij zazvichaj zelenoyi abo chervonoyi tobto praktichno v monohromatichnomu svitli Poblizu krayu Soncya ekvivalentna shirina zelenoyi koronalnoyi liniyi stanovit desyatki i mozhe dosyagati soten angstrem Ce oznachaye sho zastosuvannya vuzkogo monohromatichnogo filtra z shirinoyu smugi propuskannya v 1 2 A nagadayemo sho shirina zelenoyi liniyi blizko 1 A mozhe pidvishiti kontrastnist sposterigayemogo viprominyuvannya koroni po vidnoshennyu do fonu neba v desyatki raziv Konstrukciya takogo filtra bula rozroblena Lio a sam filtr vigotovlenij nezalezhno odin vid odnogo troma doslidnikami Lio Emanom i Evansom U 1966 r v SRSR buv vigotovlenij najbilshij v sviti koronograf sho mav 53 santimetrovij ob yektiv z fokusom 8 m Optichna shema i osnovi mehanichnoyi konstrukciyi instrumenta buli rozrobleni G M Nikolskim i A A Sazanovim Koronograf vstanovili na Girskij astronomichnij stanciyi Pulkovskoyi observatoriyi Veliki koronografi nadayut mozhlivist detalno vivchati osoblivosti vnutrishnoyi koroni i hromosferi za umov bilshoyi prostorovoyi rozdilnoyi spromozhnosti odna sekunda dugi j krashe Koronograf iz zovnishnim zatemnennyam Redaguvati U koronografi Lio shtuchne zatemnennya zdijsnyuyetsya vseredini instrumenta pislya pobudovi zobrazhennya Soncya Yaksho pomistiti pered ob yektivom teleskopa neprozorij disk shob vin zatiniv ob yektiv vid pryamih sonyachnih promeniv to mozhna istotno zniziti rozsiyane svitlo Odnak pri comu svitlo sho jde z tochok roztashovanih na malij kutovij vidstani vid Soncya popade lishe na neveliku chastinu ob yektiva yaka utvoryuye kilce uzdovzh opravi Vidnosna shirina cogo kilcya viznachayetsya kutovoyu vidstannyu doslidzhuvanoyi oblasti koroni vid Soncya linijnoyu vidstannyu diska vid ob yektiva l i diametrom ob yektiva d Ves ob yektiv bude visvitlyuvatisya viprominyuvannyam sho jde vid tochki viddalenoyi na kut a vid krayu Soncya prichomu a d l displaystyle alpha sim d l nbsp Ha ob yektiv potrapit takozh sonyachne svitlo difragovane na krayu zovnishnogo diska Intensivnist difragovanogo viprominyuvannya stanovitime blizko 10 3 displaystyle 10 3 nbsp po vidnoshennyu do yaskravosti sonyachnogo svitla sho padaye na disk poblizu krayu ob yektiva Yaksho vikoristati teper v yakosti teleskopa koronograf Lio rozsiyane svitlo v yakomu mozhe stanoviti 10 6 10 5 displaystyle 10 6 10 5 nbsp vid yaskravosti dzherela sho visvitlyuye ob yektiv to mi budemo mati koronograf v yakomu rozsiyane svitlo duzhe male blizko 10 8 10 9 displaystyle 10 8 10 9 nbsp u vidnosnih odinicyah Cya velichina v 1000 raziv mensha yaskravosti idealnogo girskogo neba Podibnij koronograf z zovnishnim zatemnennyam buv zaproponovanij Lio a v 1964 r skonstrujovanij v SShA Nyukirkom i Bolinom 1 Shob zmenshiti kilkist svitla difragovanogo na zovnishnomu disku vikoristovuvalisya kilka diskiv vstanovlenih odin za odnim Rozrahunki pokazuyut sho staviti bilshe troh diskiv ne maye sensu oskilki podalshe zbilshennya yih chisla ne zmenshuye intensivnist difragovanogo svitla sho potraplyaye na ob yektiv Krim togo buli zastosovani rizni metodi tak zvanoyi appodizaciyi zmenshennya kilkosti difragovanogo svitla Napriklad yaksho kraj diska zrobiti zubchastim zubci zvichajno roblyatsya dostatno dribnimi v porivnyanni z rozmirami diska to napryam difragovanih promeniv zminyuyetsya tak sho chastina yih prohodit povz ob yektiv Nastilki male instrumentalne rozsiyane svitlo v koronografi iz zovnishnim zatemnennyam robit docilnim jogo zastosuvannya dlya sposterezhen koroni z bortu kosmichnih aparativ abo aerostativ za umov maloyi intensivnosti viprominyuvannya neba Sposterezhennya z aerostata provodilisya francuzkim astronomom Dolfyussom z jogo spivrobitnikami 1971 a v kosmosi amerikanskimi doslidnikami z borta orbitalnoyi observatoriyi Skajleb Istotnim nedolikom koronografa iz zovnishnim zatemnennyam ye mali po rozmiru ob yektivi mali diametr i fokusna vidstan sho znizhuyut jogo rozdilnu zdatnist Ce pov yazano z tim sho pri dopustimih rozmirah vsogo priladu v cilomu vidstan vid zatemnyuyuchih diskiv do ob yektiva maye buti istotno bilshoyu nizh fokusna vidstan ob yektiva Koronograf iz zovnishnim zatemnennyam skonstrujovanij Nyukirkom i Bolinom mav golovnij ob yektiv diametrom 33 mm z fokusnoyu vidstannyu 35 sm vidstan vid misyacya do ob yektiva stanovila 2 3 m Koronografi v observatoriyah svitu RedaguvatiV krimskij astrofizichnij observatoriyi znahoditsya koronograf KG 2 Detalna informaciya pro jogo parametri ta zobrazhennya navedeno na oficijnij storinci 2 nbsp Koronograf v Kislovodskij astronomichnij observatoriyi nbsp Koronograf v Sayanskij astronomichnij observatoriyiDiv takozh RedaguvatiSpisok sonyachnih burDzherela Redaguvati Nikolskij G M Solnechnaya korona i mezhplanetnoe prostranstvo M Znanie 1975 Dzherelo https collectedpapers com ua ru solar crown interplanetary space metodi doslidzhen Arhivovano 19 travnya 2018 u Wayback Machine Astrofizicheskaya Observatoriya Koronograf Astronomichnij enciklopedichnij slovnik za zag red I A Klimishina ta A O Korsun Lviv Golov astronom observatoriya NAN Ukrayini Lviv nac un t im Ivana Franka 2003 S 470 ISBN 966 613 263 X Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Koronograf amp oldid 38324467