АСТРОСПЕКТРО́ГРАФ
-
Рубрика: Физика
-
-
Скопировать библиографическую ссылку:
АСТРОСПЕКТРО́ГРАФ, спектральный прибор для регистрации спектров небесных светил. Устанавливается в фокусе телескопа так, чтобы действительное изображение объекта попадало в его входную щель. Осн. детали А. – коллиматор, формирующий пучок параллельных лучей света, диспергирующий элемент, разлагающий свет в спектр (дифракционная решётка, призма), камера с объективом и приёмником излучения, строящая изображение спектра объекта. В совр. А. в качестве приёмника излучения обычно используется ПЗС-матрица (прибор с зарядовой связью), а конструкция А. часто строится по схеме эшелле, позволяющей при высоких порядках спектра и зеркальной оптике укладывать на двумерной поверхности ПЗС-матрицы по частям весь доступный спектр излучения астрономич. объекта. Для получения спектра слабого астрономич. объекта требуются весьма длительные экспозиции, вплоть до многих часов. В течение экспозиции исследуемый объект меняет своё положение относительно горизонта; одновременно меняет своё положение и телескоп, направленный на этот объект. Во избежание смещения изображения со щели А. конструкция системы телескоп – А. должна быть предельно жёсткой. Кроме того, А. термостатируется, т. к. даже изменение темп-ры на 0,1 °С может вызвать смещение спектральной линии, которое приводит к ошибке в лучевых скоростях до 5 км/с.
Спектральное разрешение в звёздных А. ограничивается дифракционными явлениями и конструктивными особенностями и обычно составляет $R=λ/Δλ=$100–100000 ($λ$ – рабочая длина волны, $Δλ$ – интервал длин волн, соответствующий элементу разрешения). Большое разрешение достигается в стационарном куде фокусе: до 100000–200000 при наблюдениях с помощью совр. 8–10-метровых рефлекторов. Для слабых объектов применяют разрешение от 100 до 1000, а в отд. случаях до 10000. Для таких объектов используются сверхсветосильные камеры с очень коротким фокусным расстоянием, чаще всего Шмидта телескопы. Для спектрографирования предельно слабых объектов А. устанавливают в первичном фокусе телескопа и даже отказываются от входной щели, на ограничивающих щёчках которой происходят потери света. Совр. многощелевые (многозрачковые) А. позволяют получать спектры одновременно неск. сотен объектов либо изучать двумерное поле скоростей в протяжённых объектах: галактиках и их ядрах, газовых туманностях и т. п.
Разновидностями А. являются бесщелевой спектрограф и небулярный спектрограф, а также призменные камеры. В случае спектральных наблюдений Солнца, дающего огромные световые потоки, применяют стационарные длиннофокусные спектрографы с разрешением во многие сотни тысяч.
Длины волн спектральных линий определяются с помощью приспособлений, позволяющих вводить в А. свет от лабораторного источника, спектральное разложение которого даёт спектр сравнения. Применение спец. кювет с газами под высоким давлением даёт возможность непосредственно впечатывать спектр сравнения в исследуемый спектр. В этом случае кросс-корреляционный компьютерный анализ позволяет определять лучевые скорости объекта с точностью до метра в секунду. Подобная техника широко применяется при поисках планетных систем вокруг звёзд доплеровским методом, а также при изучении пульсаций звёзд в звёздной сейсмологии.