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六、光学望远镜的自适应光学系统

建造大型光学望远镜的目的是为了获得遥远恒星的尽可能清晰的像,分辨清天体图像的细节。但是地球大气的湍流作用使一颗遥远恒星发出的光的球面波前发生变化,波前的一些部分在不同程度上被减慢了,从而使像发生畸变。自适应光学系统就是试图通过恢复波前的球面形状来消除这种影响。

20世纪80年代初期,天文学家就开始着手实验用简单的自适应光学系统去改正由于大气湍流所引起的图像的畸变。自适应光学系统首先要测出大气使星光波前变化的数据,确定波前的每一部分同其它部分的相位差有多大。然后根据这种信息来调整改正镜的形状,精确地进行表面变形使之恰好抵消由大气湍流引起的畸变。当自适应光学系统正确工作时,波前的所有部分都应同相到达焦点,形成完全清晰的像。

自适应光学的发展使地面上的光学望远镜冲破大气湍流造成的对望远镜分辨率的极限,以致可以与哈勃空间望远镜竞争。

哈勃空间望远镜由于它处于使图像畸变的大气层之上这个优越位置,分辨率超出地面光学望远镜的10 倍以上。自适应光学技术的逐步完善,已经使地面上的大型光学望远镜的分辨率可以与哈勃望远镜媲美。由于地面望远镜口径可以做得很大,在聚光能力上大大超过哈勃望远镜。例如凯克镜收集的光是哈勃镜的十七倍。而且造价要便宜得多。

自适应光学尽管希望很大,但也有一些很难克服的困难。改正图像的光学系统很复杂,镜面越大,越复杂,越难做。同时也必然会损失部分望远镜捕获来的光。自适应光学的另一个限制是能做改正的视场很小,而且分辨率越好,自适应光学工作的范围就越小。全面超过哈勃空间望远镜是不可能的。

思考和复习题:

1.试说明光学望远镜的种类和主要的特点。

2.叙述光学望远镜主要参数的定义。

3.简单叙述光学望远镜400年的发展历程。

4.现代大型光学望远镜采用什么技术克服镜面由于温度、重力变形和大气湍流带来的影响?

5.哈勃空间望远镜与地面大型望远镜相比有哪些优点? V/DOBbpHV0C19T0IgDzctWkCsNNHqEmJGs7QaQ7MUzGBlsQQIeRAonWKAAjRKbsj

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