Mikä rajoittaa tähtien lähempää kuvausta?

[ergis]

Hyvin noviisina harrastelijana ja tähtitieteestä kiinnostuneena en osaa itselleni selittää miksei edes lähimmistä tähdistä kyetä ottamaan parhaillakaan teleskoopeilla yhtään sen parempia kuvia mitä Altairista tai Betelgeuzista on vaikkapa Wikipedian sivulla? Maalaisjärjellä ajatellen tähti, joka näkyy paljaallakin silmällä aivan selvästi, pitäisi pystyä huippulaitteilla kuvaamaan niin, että pintarakennekin näkyisi jotakuinkin selvästi. Mutta selvästikään maalaisjärki ei tässä anna oikeaa vastausta. Ehkäpä asiaa on täällä forumilla ennenkin käsitelty, jos on, niin mistähän vastauksen löytäisi, ellei, osaisiko kukaan vastata.

[MarkoM]

Kyllä ne tähdet vaan on niin kaukana, että suuremmillakin teleskoopeilla lähimmätkin tähdet näkyvät melko pitkälti pistemäisinä kohteina, johtuu ihan fysiikanlakien mukaisesti kaukoputkien erotuskyvystä, ilmakehän häiriöistä ym. vastaavista seikoista. Interferometrialla eli useamman teleskoopin valoa yhdistämällä erotuskykyä voidaan jonkin verran parantaa ja lähimmistä tähdistä saada jonkinlaista kuvaa, mutta ilmakehän ja optiikan rajoituksia sekään ei pysty täysin poistamaan. Mainitsemasi kuva Altairista esimerkiksi on otettu interferometria-tekniikalla.

[ergis]

Vastaushan tuli lähes valonnopeutta, kiitos! Vielä tarkentava kysymys, eli voiko asiaa ajatella sitten jotenkin niin, että näkyvissä on ainoastaan tähdestä säteilevä valo, mutta säteilylähde, itse tähti, on etäisyyden vuoksi näkymättömissä?

[MarkoM]

Hmm... Periaatteessa jotain tällaista voisi ehkä ajatella...

[Kaizu]

Pluton keskietäisyydelltä Auringon näennäinen halkaisija on jo alle 1" eli se näkyy paljain silmin enää kirkkaana pisteenä. Tähtien välisiin etäisyyksiin verrattuna Pluto on ihan lähinaapurissa. Lähimpään tähteen, Proxima Centauriin on matkaa 4.22 valovuotta elikkä 6756 kertaa Pluton ja Auringon välinen etäisyys. Auringon näennäinen halkaisija tuolta etäisyydeltä on 0.007".

Kaizu

[jussi_k_kojootti]

Vastaushan tuli lähes valonnopeutta, kiitos! Vielä tarkentava kysymys, eli voiko asiaa ajatella sitten jotenkin niin, että näkyvissä on ainoastaan tähdestä säteilevä valo, mutta säteilylähde, itse tähti, on etäisyyden vuoksi näkymättömissä?

Kyyylllä .... kyllä kai näin voi ajatella :]  Säteilylähteen *pinta* on etäisyyden vuoksi näkymättömissä.

Kyse on siis pohjimmiltaan havaintolaitteen kulmaerotuskyvystä suhteessa etäällä olevan tähden kulmahalkaisijaan.
Kun tähtitiedettä harrastat, niin ennemmin tai myöhemmin on kulmahalkaisijat ja kulmaetäisyydet minuutteineen ja kaarisekunteineen edessä, mutta tästä on aina hyvä aloittaa: yksi kaarisekunti (1") = 1/60 kaariminuuttia; yksi
kaariminuutti (1') = 1/60 astetta; yksi aste (1°) = kaksi kuunleveyttä taivaalle katsoessasi :]

Maan pinnalta havaitessa ilmakehän väreily rajoittaa erotuskyvyn usein n. kahteen kaarisekuntiin (2").
Esimerkiksi Betelgeusen kulmahalkaisija on n. 0.05", siis 40 kertaa pienempi kuin mitä pystytään
erottamaan.  Avaruusteleskoopin (jota ilmakehä ei häiritse) kulmaerotuskyvyn saa karkeasti kaavasta

R = lambda/D

missä R on kulmaerotuskyky radiaaneina, lambda tarkasteltavan valon aallonpituus ja D
teleskoopin objektiivin halkaisija.  Hubblen (D=2.4m)  kuva Betelgeusesta (http://ep.yimg.com/ca/I/spaceimages_2061_7761223) on otettu ultravioletin
valon alueella (sanokaamme lambda = 200nm), joten saamme Hubblen optiikalle

R = 8.3^10(-8) rad ~ 0.017"

Eli rapea kolmasosa Betelgeusen kulmaleveydestä. Hubble siis voi tällaisen karkean teoreettisen pohdiskelun perusteella nähdä Betelgeusen 3x3 pikselin kokoisena kiekkona -- joten kuvausta kannattaa ainakin kokeilla!   Ja hyvinhän se on onnistunutkin, kun kaiken kuvankäsittelyn jälkeen Betelgeuselle on saatu leveyttä jopa 200 pikseliä ;-)

--
jussi