Come funzionano i telescopi?

Credit: NASA/JPL-Caltech

Un telescopio è uno strumento che gli astronomi usano per vedere oggetti lontani. La maggior parte dei telescopi, e tutti i grandi telescopi, funzionano usando specchi curvi per raccogliere e focalizzare la luce del cielo notturno.

I primi telescopi focalizzavano la luce usando pezzi di vetro curvo e trasparente, chiamati lenti. Allora perché oggi usiamo gli specchi? Perché gli specchi sono più leggeri e sono più facili delle lenti da rendere perfettamente lisce.

Gli specchi o le lenti in un telescopio sono chiamati “ottiche”. I telescopi davvero potenti possono vedere cose molto fioche e molto lontane. Per fare questo, le ottiche – siano esse specchi o lenti – devono essere molto grandi.

Più grandi sono gli specchi o le lenti, più luce il telescopio può raccogliere. La luce viene poi concentrata dalla forma dell’ottica. Quella luce è ciò che vediamo quando guardiamo nel telescopio.

L’ottica di un telescopio deve essere quasi perfetta. Questo significa che gli specchi e le lenti devono avere la forma giusta per concentrare la luce. Non possono avere macchie, graffi o altri difetti. Se hanno questi problemi, l’immagine viene deformata o sfocata ed è difficile da vedere. È difficile fare uno specchio perfetto, ma è ancora più difficile fare una lente perfetta.

Lenti

Un telescopio fatto con lenti è chiamato telescopio rifrattore.

Una lente, proprio come negli occhiali, piega la luce che la attraversa. Negli occhiali, questo rende le cose meno sfocate. In un telescopio, fa sembrare le cose lontane più vicine.

Un semplice telescopio rifrattore usa delle lenti per rendere le immagini più grandi e visibili. Credit: NASA/JPL-Caltech

Le persone con una vista particolarmente scarsa hanno bisogno di lenti spesse nei loro occhiali. Le lenti grandi e spesse sono più potenti. Lo stesso vale per i telescopi. Se vuoi vedere lontano, hai bisogno di una lente grande e potente. Sfortunatamente, una lente grande è molto pesante.

Le lenti pesanti sono difficili da fare e da tenere nel posto giusto. Inoltre, man mano che diventano più spesse, il vetro blocca più luce che le attraversa.

Perché la luce passa attraverso la lente, la superficie della lente deve essere estremamente liscia. Qualsiasi difetto nella lente cambierà l’immagine. Sarebbe come guardare attraverso una finestra sporca.

Perché gli specchi funzionano meglio

Un telescopio che usa specchi è chiamato telescopio riflettente.

A differenza di una lente, uno specchio può essere molto sottile. Uno specchio più grande non deve essere necessariamente più spesso. La luce si concentra rimbalzando sullo specchio. Quindi lo specchio deve solo avere la giusta forma curva.

È molto più facile fare uno specchio grande e quasi perfetto che fare una lente grande e quasi perfetta. Inoltre, poiché gli specchi sono unilaterali, sono più facili delle lenti da pulire e lucidare.

Ma gli specchi hanno i loro problemi. Avete mai guardato in un cucchiaio e notato che il vostro riflesso è al contrario? Lo specchio curvo di un telescopio è come un cucchiaio: capovolge l’immagine. Per fortuna, la soluzione è semplice. Basta usare altri specchi per capovolgerla.

Un semplice telescopio a riflessione usa gli specchi per aiutarci a vedere oggetti lontani. Credit: NASA/JPL-Caltech

Il vantaggio numero uno dell’uso degli specchi è che non sono pesanti. Poiché sono molto più leggeri delle lenti, gli specchi sono molto più facili da lanciare nello spazio.

Telescopi spaziali come il telescopio spaziale Hubble e il telescopio spaziale Spitzer ci hanno permesso di catturare viste di galassie e nebulose molto lontane dal nostro sistema solare.

Questa immagine della Nebulosa del Granchio è stata creata con informazioni provenienti dal telescopio spaziale Hubble, dal telescopio spaziale Spitzer, dal Chandra X-ray Observatory, dal XMM-Newton dell’Agenzia Spaziale Europea e dal Very Large Array. Credit: NASA, ESA, NRAO/AUI/NSF and G. Dubner (University of Buenos Aires)