Large Binocular Telescope (LBT) La prima funzione di un telescopio e’ quella di raccogliere la radiazione elettromagnetica. La capacita di un obbiettivo di intercettare la radiazione proporzionale alla sua area e quindi a D2 (D diametro) Large Binocular Telescope (LBT) Diametro effettivo = 11.8 (2 x 8.4) m

Confronto tra l’occhio e un piccolo telescopio mvis = -2.5log10Fvis + cost Per l’occhio umano la magnitudine limite è mo6 Il rapporto tra i flussi osservati è F / F0 = D2/ D02 = 100 Se:   D0 = 6 mm e D = 60 mm sono rispettivamente i diametri della pupilla e del telescopio Quindi: m = 2.5 log10(100) = 5

Lo stesso calcolo ripetuto per il Telescopio KEK, Manua Kea Hawaii D = 10 m Il rapporto tra i flussi osservati è F / F0 = D2/ D02 = 2.8 x 106 L’incremento nella magnitudine limite rispetto all’occhio m = 2.5 log10(2.8 x 106 ) = 16

Prestazioni dei telescopi e scoperte (Fig. 3.10 in Cosmic Discovery, M. Harwit) 1010 Photographic & electronic detection NGST 108 Telescopes alone HST CCDs Incremento della sensibilità rispetto all’occhio 106 Photography 104 Cortesia si Nino Panagia. This slide indicates the rate of increase of observing capability as it evolved since Galileo first used a telescope to observe the heavens. The striking result here is that since Galileo’s initial advance, no other advance in technology has been proportionately as great until HST. One of the reasons HST has been so important to astronomy is that, like Galileo’s telescopes, it advanced the state of the art by nearly two orders of magnitude. Notice that the HST line is sloped upward. Every time we upgrade the telescope with new instruments through servicing, we increase the capability, making HST a continuously improving facility. It is much cheaper to upgrade the instruments than to build a new telescope, and the gains can be great, as shown in the figure. The right hand bar shows the expected gains to come from NGST, essentially equal to the gains from Hubble. 102 Herschell’s 48” Rosse’s 72” Mount Wilson 100” Mount Palomar 200” Soviet 6-m Short’s 21.5” Huygens eyepiece Slow f ratios Galileo 1600 1700 1800 1900 2000 anni

Evoluzione dei telescopi

La Risoluzione angolare teorica, secondo il criterio di Rayleigh dipende dal diametro

Purtroppo, come abbiamo visto c’è degrado dovuto al seeing !! La Risoluzione angolare teorica, secondo il criterio di Rayleigh dipende dal diametro = 1.22  / D Per l’occhio , D  6mm  0  0.38’ Per un piccolo telescopio con D =30cm  t  0.46” Per il Keck , Dk = 10m  k  0.01” Purtroppo, come abbiamo visto c’è degrado dovuto al seeing !! Come si vede già un telescopio da 30 cm raggiunge la risoluzione permessa dal seeing

Dimensioni dell’immagine sul piano focale E’ più importane dell’ingrandimento perché riguarda l’accoppiamento col rivelatore È data da: b = f * tg0  f *0 Ove 0 dè la dimesione angolare dell’oggetto osservato ed f la focale dell’obbiettivo

Ingrandimento L’ingrandimento è importante solo per gli strumenti che fanno uso di un oculare. È definito dal rapporto: I = s /0 tra le dimensioni angolari dell’oggetto osservato con lo strumento ed a occhio nudo. Ovvero I = fob/foc dove f  lunghezza focale dell’obiettivo/oculare vedi Resnick, Halliday e Krane 44.5)

È utile anche considere la scala sul piano focale scala = 0/b = 1/f rad/mm   Memo: 1 radiante = 206265 “  scala (“/mm) = 206265/f(mm) Esercizio Assumendo che il pixel del rivelatore abbia le dimensioni di 10 m e che il seeing sia 0.5” calcolare la focale f affinchè l’immagine di un oggetto puntiforme cada tutta dentro al pixel.

Intensità I dell’immagine I = L/A dove : L = potenza (erg/sec), A = superficie (cm2 ) OGGETTI ESTESI: L  D2 ; A  b2  f2  I = L/A  D2/f2 OGGETTI PUNTIFORMI: 1) L’immagine è quella di diffrazione: b =  * f = (1.22 /D) * f  f/D se A  f2/D2 << pixel  I = L/A  D2 se A  f2/D2 > pixel  I = L/A  D4/f2 2 ) L’immagine è quella di seeing: b = s f ; A = (s f)2  I = L/A  D2/f2 QUINDI NELLO SPAZIO O CON LE OTTICHE ATTIVE L’OGGETTO E’ ESALTATO RISPETTO AL FONDO

I telescopi moderni hanno piccoli f/. Rapporto Focale Nelle precedenti formule ricorre il rapporto f/D, che si chiama rapporto focale, solitamente indicato con f / numero Ad esempio f / 5 corrisponde a f / D = 5. Piccoli rapporti focali producono per oggetti estesi immagini più luminose. I telescopi moderni hanno piccoli f/. Telescopio Nazionale Galileo Telescopio Yerkes