Jak fungují a jak se liší vesmírné dalekohledy?

Lidské oko je úžasný nástroj, a ačkoli se to nezdá, teoreticky můžeme pouhým okem pozorovat i objekty vzdálené 2,5 milionu světelných let daleko. Samozřejmě, že světlo z takové vzdálenosti již není dostatečně silné, a tak se nám i jinak velké galaxie jeví jako malý bod na obloze. Abychom mohli vidět takto vzdálené objekty ostřeji, potřebujeme na světlocitlivé receptory v oku dostat více světla. Přesně to pro nás dělají dalekohledy.

Lovci světla

Dalekohledy či teleskopy ke znásobení (resp. k shromáždění) světla používají čočky nebo soustavu čoček, případně soustavu zrcadel. Podle toho je dělíme na refraktory (s čočkou) a reflektory (se zrcadly).

Základním principem fungování dalekohledu je vedení paprsku přes soustavu čoček a hranol. Čočky slouží k tomu, aby byl obraz dobře zpracovatelný pro oko, nebyl rozmazaný nebo převrácený. Hranol prodlužuje dráhu paprsku, důsledkem čehož se obraz zvětší.

Nejdůležitější částí dalekohledu je ale objektiv, který zajistí, aby po průchodu či odrazu světla byly jeho paprsky nasměrovány tak, že se v ohniskové rovině spojí a vytvoří obraz sledovaného objektu. Další základní součástkou dalekohledu je okulár, který umožňuje oku spatřit obraz vytvořený objektivem. Zvětšuje obraz vytvořený objektivem v ohniskové rovině.

Čočky vs. zrcadla

Pokud jste někdy viděli, jak vypadá světlo procházející optickým hranolem, dokážete si představit, co je největším problémem refrakčních dalekohledů (s čočkou). Světlo při průchodu sklem zpomaluje, což způsobuje jeho ohyb. Přestože jsou čočky dalekohledů tvarovány tak, aby ohyb světla co nejvíce eliminovaly, míra ohybu světla je dána především vlnovou délkou (a tedy i barvou) procházejícího světla.

Bílé světlo je složené ze všech barev viditelného spektra, od červené po fialovou. Červené světlo s rozsahem 625–800 nm se při průchodu čočkou ohýbá nejméně, fialové (400–430 nm) naopak nejvíce. Pokud tedy bílé světlo prochází objektivem, různé barvy světla se ohýbají různě a výsledkem je rozmazaný výsledný obraz a zabarvené okraje výsledného obrazu.

Výhodou reflektorů je, že světlo v nich neprochází čočkou. Ke shromáždění světla se v reflektorech používá zakřivené zrcadlo (primární), které světlo odráží na menší (sekundární) zrcadlo. Kromě toho jsou reflektory levnější a mohou být mnohem větší než refraktory. Dokáží tak „dohlédnout“ mnohem hlouběji do vesmíru.

Neviditelné světlo

Se světlem nacházejícím se mimo viditelné spektrum si čočky ani zrcadla neporadí. Pozemní i vesmírné observatoře proto k jejich zachycení používají radioteleskopy. Ty přijímají neviditelné světlo v podobě rádiových vln a ty pak pomocí počítače převádí do viditelné podoby.

Podobně jako u konvenčních dalekohledů i u jejich radiových bratříčků platí, že na velikosti záleží. Čím je větší průměr radioteleskopu, tím je detailnější výsledný obraz. Výroba antén má ale svá omezení, proto se radioastronomové vydali jinou cestou. Konstruují menší antény, rozmístěné na velké ploše a signály jednotlivých antén slučují do jednoho zařízení.

Bez ohledu na použitou technologii mají všechny pozemní dalekohledy jednu nevýhodu a tou je jejich umístění. Zemská atmosféra totiž funguje jako spolehlivý filtr vesmírného záření. To je pochopitelně žádoucí pro život na Zemi, pokud ale chceme toto záření pozorovat, musíme se za ním vydat mimo naši planetu. Nejdokonalejší obrazy z vesmíru proto vznikají pomocí vesmírných teleskopů.