Hur fungerar teleskop?

Kredit: NASA/JPL-Caltech

Ett teleskop är ett verktyg som astronomer använder för att se avlägsna objekt. De flesta teleskop, och alla stora teleskop, fungerar genom att använda böjda speglar för att samla in och fokusera ljuset från natthimlen.

De första teleskopen fokuserade ljuset genom att använda bitar av böjt, klart glas som kallas linser. Så varför använder vi speglar i dag? Därför att speglar är lättare och det är lättare än linser att göra dem helt släta.

Speglarna eller linserna i ett teleskop kallas ”optik”. Riktigt kraftfulla teleskop kan se mycket svaga saker och saker som är väldigt långt borta. För att kunna göra det måste optiken – speglar eller linser – vara riktigt stor.

Desto större speglar eller linser, desto mer ljus kan teleskopet samla in. Ljuset koncentreras sedan av optikens form. Det ljuset är det vi ser när vi tittar in i teleskopet.

Optiken i ett teleskop måste vara nästan perfekt. Det innebär att speglarna och linserna måste ha precis rätt form för att koncentrera ljuset. De får inte ha några fläckar, repor eller andra brister. Om de har sådana problem blir bilden skev eller suddig och svår att se. Det är svårt att göra en perfekt spegel, men det är ännu svårare att göra en perfekt lins.

Linser

Ett teleskop som är tillverkat med linser kallas för ett refraktorteleskop.

En lins, precis som i glasögon, böjer ljus som passerar genom den. I glasögon gör detta att saker och ting blir mindre suddiga. I ett teleskop får det avlägsna saker att verka närmare.

Ett enkelt refraktorteleskop använder linser för att göra bilder större och mer synliga. Credit: NASA/JPL-Caltech

Personer med särskilt dålig syn behöver tjocka linser i sina glasögon. Stora, tjocka linser är mer kraftfulla. Samma sak gäller för teleskop. Om man vill se långt bort behöver man en stor kraftfull lins. Tyvärr är en stor lins mycket tung.

Tunga linser är svåra att tillverka och svåra att hålla på rätt plats. När de blir tjockare stoppar glaset dessutom mer av ljuset som passerar genom dem.

Då ljuset passerar genom linsen måste linsens yta vara extremt slät. Eventuella brister i linsen kommer att förändra bilden. Det skulle vara som att titta genom ett smutsigt fönster.

Varför speglar fungerar bättre

Ett teleskop som använder speglar kallas reflekterande teleskop.

Till skillnad från en lins kan en spegel vara mycket tunn. En större spegel behöver inte heller vara tjockare. Ljuset koncentreras genom att studsa på spegeln. Så spegeln behöver bara ha rätt böjd form.

Det är mycket lättare att göra en stor, nästan perfekt spegel än att göra en stor, nästan perfekt lins. Eftersom speglar är ensidiga är de också lättare än linser att rengöra och polera.

Men speglar har sina egna problem. Har du någonsin tittat in i en sked och märkt att din spegelbild är upp och ner? Den böjda spegeln i ett teleskop är som en sked: den vänder på bilden. Som tur är är lösningen enkel. Vi använder bara andra speglar för att vända den tillbaka.

Ett enkelt reflekterande teleskop använder speglar för att hjälpa oss att se avlägsna objekt. Credit: NASA/JPL-Caltech

Den främsta fördelen med att använda speglar är att de inte är tunga. Eftersom de är mycket lättare än linser är speglar mycket lättare att skjuta upp i rymden.

Rymdteleskop som Hubble Space Telescope och Spitzer Space Telescope har gjort det möjligt för oss att fånga vyer av galaxer och nebulosor långt bort från vårt eget solsystem.

Denna bild av krabbnebulosan skapades med hjälp av information från rymdteleskopet Hubble, rymdteleskopet Spitzer, röntgenobservatoriet Chandra, Europeiska rymdorganisationens XMM-Newton och Very Large Array. Credit: NASA, ESA, NRAO/AUI/NSF and G. Dubner (University of Buenos Aires)