Шкільна енциклопедія Астрономічна обсерваторія – що це? Що таке обсерваторія

Подробиці Категорія: Робота астрономів Розміщено 11.10.2012 17:13 Переглядів: 8741

Астрономічна обсерваторія – науково-дослідний заклад, у якому ведуться систематичні спостереження небесних світил та явищ.

Зазвичай обсерваторія зводиться на високій місцевості, де відкривається гарний кругозір. Обсерваторія оснащена інструментами для спостережень: оптичними та радіотелескопами, приладами для обробки результатів спостережень: астрографами, спектрографами, астрофотометрами та іншими пристроями для характеристики небесних тіл.

З історії обсерваторії

Важко назвати час появи перших обсерваторій. Звичайно, це були примітивні споруди, але все ж таки велися спостереження за небесними світилами. Найдавніші обсерваторії знаходяться в Ассирії, Вавилоні, Китаї, Єгипті, Персії, Індії, Мексиці, Перу та інших державах. Стародавні жерці, по суті, були першими астрономами, бо вони вели спостереження за зоряним небом.
– обсерваторія, створена ще кам'яному столітті. Вона знаходиться неподалік Лондона. Ця споруда була одночасно і храмом, і місцем для астрономічних спостережень - тлумачення Стоунхенджа як грандіозної обсерваторії кам'яної доби належить Дж. Хокінсу та Дж. Уайту. Припущення у тому, що це найдавніша обсерваторія, засновані у тому, що її кам'яні плити встановлені у порядку. Загальновідомо, що Стоунхендж був священним місцем друїдів – представників жрецької касти у давніх кельтів. Друїди дуже добре зналися на астрономії, наприклад, у будові та русі зірок, розмірах Землі та планет, різних астрономічних явищах. Про те, звідки вони з'явилися ці знання, науці невідомо. Вважається, що вони успадкували їх від справжніх будівельників Стоунхенджа і, завдяки цьому, мали велику владу і вплив.

На території Вірменії знайдено ще одну найдавнішу обсерваторію, побудовану близько 5 тис. років тому.
У XV столітті у Самарканді великий астроном Улугбекпобудував визначну для свого часу обсерваторію, в якій головним інструментом був величезний квадрант для вимірювання кутових відстаней зірок та інших світил (про це читайте на нашому сайті: http://сайт/index.php/earth/rabota-astrnom/10-etapi- астроніміі/12-средневерова-астрономія).
Першою обсерваторією у сучасному значенні цього слова був знаменитий музей в Олександрії, влаштований Птолемеєм II Філадельф. Арістілл, Тимохаріс, Гіппарх, Аристарх, Ератосфен, Гемінус, Птолемей та інші досягли тут небувалих результатів. Тут уперше почали використовувати інструменти з розділеними колами. Аристарх встановив мідне коло у площині екватора та з його допомогою спостерігав безпосередньо часи проходження Сонця через точки рівнодення. Гіппарх винайшов астролябію (астрономічний інструмент, заснований на принципі стереографічної проекції) з двома взаємно перпендикулярними колами та діоптрами для спостережень. Птолемей ввів квадранти і встановлював їх за допомогою схилу. Перехід від повних кіл до квадрантів був, по суті, кроком назад, але авторитет Птолемея утримав квадранти на обсерваторіях до часів Ромера, який довів, що повні круги, спостереження виробляються точніше; однак, квадранти були залишені лише на початку XIX століття.

Перші обсерваторії сучасного типу стали будуватися у Європі після того, як було винайдено телескоп – у XVII столітті. Перша велика державна обсерваторія – паризька. Вона була побудована в 1667 р. Поряд із квадрантами та іншими інструментами стародавньої астрономії тут уже використовувалися великі телескопи-рефрактори. У 1675 р. відкрилася Грінвічська королівська обсерваторіяв Англії, на передмісті Лондона.
Загалом у світі працює понад 500 обсерваторій.

Російські обсерваторії

Першою обсерваторією у Росії була приватна обсерваторія А.А. Любімова в Холмогорах Архангельської області, відкрита 1692 р. У 1701 р. за указом Петра I створено обсерваторію при Навігаційській школі у Москві. У 1839 р. була заснована Пулковська обсерваторія під Петербургом, обладнана найдосконалішими інструментами, які давали змогу отримувати результати високої точності. За це Пулковську обсерваторію назвали астрономічною столицею світу. Нині у Росії понад 20 астрономічних обсерваторій, у тому числі провідною є Головна (Пулковская) астрономічна обсерваторія Академії наук.

Обсерваторії світу

Серед зарубіжних обсерваторій найбільшими є Грінвічська (Великобританія), Гарвардська та Маунт-Паломарська (США), Потсдамська (Німеччина), Краківська (Польща), Бюраканська (Вірменія), Віденська (Австрія), Кримська (Україна) та ін. Обсерваторії обмінюються результатами спостережень та досліджень, часто працюють за однаковою програмою для вироблення найточніших даних.

Влаштування обсерваторій

Для сучасних обсерваторій характерним виглядом є будівля циліндричної чи багатогранної форми. Це вежі, де встановлені телескопи. Сучасні обсерваторії оснащені оптичними телескопами, які розташовані в закритих куполоподібних будівлях, або радіотелескопами. Світлове випромінювання, яке збирається телескопами, реєструється фотографічними або фотоелектричними методами та аналізується для отримання інформації про дальні астрономічні об'єкти. Обсерваторії зазвичай розташовуються далеко від міст, у кліматичних зонах з малою хмарністю та по можливості на високих плато, де незначна атмосферна турбулентність та можна вивчати інфрачервоне випромінювання, що поглинається нижніми шарами атмосфери.

Типи обсерваторій

Існують спеціалізовані обсерваторії, що працюють за вузькою науковою програмою: радіоастрономічні, гірські станції для спостережень Сонця; деякі обсерваторії пов'язані зі спостереженнями, що проводяться космонавтами з космічних кораблів та орбітальних станцій.
Більшість інфрачервоного та ультрафіолетового діапазону, а також рентгенівські та гамма-промені космічного походження недоступні для спостережень з поверхні Землі. Щоб вивчати Всесвіт у цих променях, необхідно винести наглядові прилади в космос. Ще недавно позаатмосферна астрономія була недоступна. Тепер вона перетворилася на галузь науки, що швидко розвивається. Результати, отримані на космічних телескопах, без жодного перебільшення перевернули багато наших уявлень про Всесвіт.
Сучасний космічний телескоп - унікальний комплекс приладів, що розробляється та експлуатується кількома країнами протягом багатьох років. У спостереженнях на сучасних орбітальних обсерваторіях беруть участь тисячі астрономів з усього світу.

На зображенні зображено проект найбільшого інфратрасного оптичного телескопа в Європейській південній обсерваторії заввишки 40 м-коду.

Для успішної роботи космічної обсерваторії потрібні спільні зусилля різних фахівців. Космічні інженери готують телескоп до запуску, виводять його на орбіту, стежать за забезпеченням енергією всіх приладів та їх нормальним функціонуванням. Кожен об'єкт може спостерігатися протягом кількох годин, тому особливо важливо утримувати орієнтацію супутника, що обертається навколо Землі, в тому самому напрямку, щоб вісь телескопа залишалася спрямованою строго на об'єкт.

Інфрачервоні обсерваторії

Для проведення інфрачервоних спостережень до космосу доводиться відправляти досить великий вантаж: сам телескоп, пристрої для обробки та передачі інформації, охолоджувач, який повинен уберегти ІЧ-приймач від фонового випромінювання – інфрачервоних квантів, що випускаються самим телескопом. Тому за історію космічних польотів у космосі працювало дуже мало інфрачервоних телескопів. Першу інфрачервону обсерваторію було запущено в січні 1983 р. в рамках спільного американо-європейського проекту IRAS. У листопаді 1995 р. Європейським космічним агентством здійснено запуск на навколоземну орбіту інфрачервоної обсерваторії ISO. На ній стоїть телескоп із таким самим діаметром дзеркала, як і на IRAS, але для реєстрації випромінювання використовуються більш чутливі детектори. Наблюдениям ISO доступний ширший діапазон інфрачервоного спектра. В даний час розробляється ще кілька проектів космічних інфрачервоних телескопів, які будуть запущені найближчими роками.
Не обходяться без ІЧ-апаратури та міжпланетні станції.

Ультрафіолетові обсерваторії

Ультрафіолетове випромінювання Сонця та зірок практично повністю поглинається озоновим шаром нашої атмосфери, тому УФ-кванти можна реєструвати лише у верхніх шарах атмосфери та за її межами.
Вперше ультрафіолетовий телескоп-рефлектор з діаметром дзеркала (SO см та спеціальний ультрафіолетовий спектрометр виведені в космос на спільному американо-європейському супутнику «Коперник», запущеному в серпні 1972 р. Спостереження на ньому проводилися до 1981 року.
В даний час в Росії ведуться роботи з підготовки запуску нового ультрафіолетового телескопа «Спектр-УФ» з діаметром дзеркала 170 см. спостережень з наземними ультрафіолетовими інструментами (УФ) ділянці електромагнітного спектру: 100-320 нм.
Проект очолюється Росією, він включений до Федеральної космічної програми на 2006-2015 роки. В даний час у роботі над проектом беруть участь Росія, Іспанія, Німеччина та Україна. Казахстан та Індія також виявляють інтерес до участі у проекті. Інститут астрономії РАН – головна наукова організація проекту. Головною організацією з ракетно-космічного комплексу є НУО ім. С.А. Лавочкина.
У Росії створюється основний інструмент обсерваторії - космічний телескоп з головним дзеркалом діаметром 170 см. Телескоп буде оснащений спектрографами високої та низької роздільної здатності, спектрографом з довгою щілиною, а також камерами для побудови високоякісних зображень в УФ та оптичній дільниці спектра.
За можливостями проект ВКО-УФ можна порівняти з американським Космічним Телескопом Хаббла (КТХ) і навіть перевершує його в спектроскопії.
ВКО-УФ відкриє нові можливості для досліджень планет, зоряної, позагалактичної астрофізики та космології. Запуск обсерваторії заплановано на 2016 рік.

Рентгенівські обсерваторії

Рентгенівські промені доносять до нас інформацію про потужні космічні процеси, пов'язані з екстремальними фізичними умовами. Висока енергія рентгенівських та гамма-квантів дозволяє реєструвати їх «поштучно», з точною вказівкою часу реєстрації. Детектори рентгенівського випромінювання відносно легкі у виготовленні та мають невелику вагу. Тому вони використовувалися для спостережень у верхніх шарах атмосфери та за її межами за допомогою висотних ракет ще до перших запусків штучних супутників Землі. Рентгенівські телескопи встановлювалися на багатьох орбітальних станціях та міжпланетних космічних кораблях. Загалом у навколоземному просторі побувало близько сотні таких телескопів.

Гамма-обсерваторії

Гамма-випромінювання тісно сусідить з рентгенівським, для його реєстрації використовують схожі методи. Дуже часто на телескопах, що запускаються на навколоземні орбіти, досліджують одночасно рентгенівські, і гамма-джерела. Гамма-промені доносять до нас інформацію про процеси, що відбуваються всередині атомних ядер, і про перетворення елементарних частинок у космосі.
Перші спостереження космічних гамма-джерел були засекречені. Наприкінці 60-х – на початку 70-х рр. н. США запустили чотири військові супутники серії «Вела». Апаратура цих супутників розроблялася виявлення сплесків жорсткого рентгенівського і гамма-випромінювання, що виникають під час ядерних вибухів. Проте виявилося, що більшість із зареєстрованих сплесків не пов'язані з військовими випробуваннями, які джерела розташовані не Землі, а космосі. Так було відкрито одне з самих загадкових явищу Всесвіті - гамма-спалахи, що є одноразовими потужними спалахами жорсткого випромінювання. Хоча перші космічні гамма-спалахи були зафіксовані ще в 1969 р., інформацію про них опублікували лише через чотири роки.

Обсерваторія - це наукова установа, в якій співробітники - вчені різних спеціальностей - спостерігають за природними явищами, аналізують спостереження, на їх основі продовжують вивчати те, що відбувається у природі.


Особливо поширені астрономічні обсерваторії: їх ми і уявляємо зазвичай, коли чуємо це слово. Вони досліджують зірки, планети, великі зоряні скупчення, інші космічні об'єкти.

Але є й інші види цих установ:

- геофізичні - для дослідження атмосфери, полярного сяйва, магнітосфери Землі, властивостей гірських порід, стану земної кориу сейсмоактивних регіонах та інших подібних питань та об'єктів;

- Авроральні - для вивчення полярного сяйва;

- сейсмічні - для постійної та детальної реєстрації всіх коливань земної кори та їх вивчення;

— метеорологічні – для вивчення погодних умов та виявлення погодних закономірностей;

- обсерваторії космічних променів та низка інших.

Де будують обсерваторію?

Обсерваторії будують у тих місцевостях, які дають вченим максимум матеріалу для досліджень.


Метеорологічні – по всіх куточках Землі; астрономічні - в горах (там повітря чисте, сухе, не «осліплене» міським освітленням), радіообсерваторії - на дні глибоких долин, недоступних штучним радіоперешкодам.

Астрономічні обсерваторії

Астрономічні – найдавніший вид обсерваторій. Астрономами в давнину були жерці, вони вели календар, вивчали переміщення і Сонця з неба, займалися пророкуваннями подій, доль людей залежно від складання небесних тіл. Це були астрологи - люди, яких боялися навіть найлютіші правителі.

Стародавні обсерваторії розташовувалися зазвичай, у верхніх кімнатах веж. Інструментами служили пряма планка, оснащена ковзним візиром.

Великим астрономом давнини став Птолемей, який зібрав в Олександрійській бібліотеці величезну кількість астрономічних свідчень, записів, сформував каталог положень та сили блиску для 1022 зірок; винайшов математичну теорію переміщення планет і склав таблиці руху - цими таблицями вчені користувалися понад 1000 років!

У Середньовіччі обсерваторії особливо активно будують Сході. Відома гігантська самаркандська обсерваторія, де Улугбек – нащадок легендарного Тимура-Тамерлана – вів спостереження за переміщенням Сонця, описуючи його з небувалою до того точністю. Обсерваторія радіусом 40 м мала вигляд секстанта-траншеї з орієнтацією на південь та оздобленням мармуром.

Найбільшим астрономом європейського середньовіччя, який перевернув світ майже буквально, стали Микола Коперник, який Сонце «перемістив» у центр світобудови замість Землі та запропонував вважати Землю ще однією планетою.

А однією з найпросунутіших обсерваторій був Ураніборг, або Небесний замок, – володіння Тихо Браге, датського придворного астронома. Обсерваторія була оснащена найкращим, найточнішим на той час інструментом, мала власні майстерні з виготовлення інструменту, хімічну лабораторію, сховище книг та документів і навіть друкарський верстат для власних потреб та паперовий млин для виробництва паперу – розкіш на ті часи королівська!

В 1609 з'явився перший телескоп - головний інструмент будь-якої астрономічної обсерваторії. Автором його став Галілей. То справді був телескоп-рефлектор: промені у ньому заломлювалися, проходячи крізь ряд скляних лінз.

Удосконалив телескоп Кеплер: у його приладі зображення було перевернутим, але якіснішим. Ця особливість стала стандартною для телескопічних приладів.

У XVII столітті з розвитком мореплавання почали з'являтися державні обсерваторії - паризька Королівська, Королівська Грінвічська, обсерваторії в Польщі, Данії, Швеції. Революційним наслідком їхнього будівництва та діяльності стало запровадження стандарту часу: його тепер регламентували світловими сигналами, а потім – за допомогою телеграфу, радіо.

У 1839 році була відкрита Пулковська обсерваторія (Санкт-Петербург), що стала однією з найвідоміших у світі. Сьогодні у Росії діє понад 60 обсерваторій. Одна з найбільших у міжнародному масштабі – Пущинська радіоастрономічна обсерваторія, створена у 1956 році.

У Звенигородській обсерваторії (12 км від Звенигорода) працює єдина у світі камера ВАУ, здатна здійснювати масові спостереження за геостанційними супутниками. У 2014 році МДУ відкрив обсерваторію на горі Шаджатмаз (Карачаєво-Черкесія), де встановили найбільший для Росії сучасний телескоп, діаметр якого дорівнює 2,5 м-коду.

Найкращі сучасні закордонні обсерваторії

Мауна-Кеа– знаходиться на Великому гавайському острові, має найбільший на Землі арсенал високоточного обладнання.

Комплекс VLT(«Величезний телескоп») - розташований в Чилі, в «пустелі телескопів» Атакама.


Єркська обсерваторіяу Сполучених Штатах – «місце зародження астрофізики».

Обсерваторія ORM(Канарські острови) – має оптичний телескоп із найбільшою апертурою (здатністю збирати світло).

Аресібо- знаходиться в Пуерто-Ріко і володіє радіотелескопом (305 м) з однією з найбільших у світі апертур.

Обсерваторія університету Токіо(Атакама) – найвища на Землі, знаходиться у вершини гори Серро-Чайнантор.

ОБСЕРВАТОРІЯ, установа для виробництва астрономічних або геофізичних (магнітометричних, метеорологічних та сейсмічних) спостережень; звідси підрозділ обсерваторій на астрономічні, магнітометричні, метеорологічні та сейсмічні.

Астрономічна обсерваторія

За своїм призначенням астрономічні обсерваторії можна поділити на два основні типи: астрометричні та астрофізичні обсерваторії. Астрометричні обсерваторіїзаймаються визначенням точних положень зірок та інших світил для різних цілей та, залежно від цього, різними інструментами та методами. Астрофізичні обсерваторіївивчають різні фізичні властивості небесних тіл, наприклад, температуру, яскравість, щільність, а також інші властивості, що вимагають фізичних методів дослідження, наприклад, рух зірок з променю зору, діаметри зірок, що визначаються інтерференційним способом, і т. д. Багато великих обсерваторій переслідують змішані мети, але є обсерваторії і більш вузького призначення, наприклад, спостереження змінності географічної широти, пошуків малих планет, спостереження змінних зірок тощо.

Розташування обсерваторіїповинно задовольняти ряду вимог, до яких належать: 1) повна відсутність струсу, що викликаються близькістю залізниць, вуличного руху або фабрик; 2) найбільша чистота і прозорість повітря - відсутність пилу, диму, туману; 3) відсутність освітленості неба , фабрик, залізничних станцій тощо; 4) спокій повітря в нічний годинник; 5) досить відкритий горизонт. Умови 1, 2, 3 та частково 5 змушують виносити обсерваторії за місто, нерідко навіть на значні висоти над рівнем моря, створюючи гірські обсерваторії. Умова 4 залежить від низки причин частиною загальнокліматичного (вітер, вологість), частиною місцевого характеру. У всякому разі, воно змушує уникати місць з сильними повітряними течіями, наприклад, що виникають від сильного нагрівання грунту сонцем, різкими коливаннями температури та вологості. Найбільш сприятливими є місцевості, покриті рівномірним рослинним покривом, із сухим кліматом, на достатній висоті над рівнем моря. Сучасні обсерваторії складаються зазвичай з окремих павільйонів, розташованих серед парку або розкиданих по лузі, де встановлені інструменти (фіг. 1).

Осторонь розташовують лабораторії - приміщення для вимірювальної та обчислювальної роботи, для дослідження фотографічних пластинок та для виробництва різних дослідів (наприклад, для дослідження випромінювання абсолютно чорного тіла, як еталона щодо температури зірок), механічну майстерню, бібліотеку та житлові приміщення. В одній із будівель влаштовується підвал для годинника. Якщо обсерваторія не приєднана до електричної магістралі, влаштовується власна електростанція.

Інструментальне обладнання обсерваторійбуває дуже різноманітним залежно від призначення. Для визначення прямих сходжень і відмін світил використовується меридіанний круг, що дає одночасно обидві координати. На деяких обсерваторіях, за прикладом Пулковської обсерваторії, використовуються для цієї мети два різні інструменти: пасажний інструмент і вертикальне коло, що дозволяють визначати згадані координати окремо. Найбільш спостереження поділяються на фундаментальні та відносні. Перші полягають у незалежному виведенні самостійної системи прямих сходжень і відмін із визначенням положення точки весняного рівнодення та екватора. Другі полягають у прив'язці спостережуваних зірок, зазвичай розташованих у неширокій зоні відмінювання (звідси термін: зонні спостереження), до опорних зірок, становище яких відоме з фундаментальних спостережень. Для відносних спостережень в даний час все більше застосовується фотографія, причому дану ділянку піднебіння знімають спеціальними трубами з фотокамерою (астрографами) з досить великою фокусною відстанню (зазвичай 2-3,4 м). Відносне визначення положення близьких між собою об'єктів, наприклад, подвійних зірок, малих планет і комет, по відношенню до прилеглих зірок, супутників планет щодо самої планети, визначення річних паралаксів - проводиться за допомогою екваторіалів як візуальним шляхом - за допомогою окулярного мікрометра, так і фотографічним. в якому окуляр замінено фотографічною платівкою. Для цієї мети застосовуються найбільші інструменти з об'єктивами 0 до 1 м. Змінність широти досліджується переважно за допомогою зеніт-телескопів.

Головні спостереження астрофізичного характеру бувають фотометричними, включаючи сюди і колориметрію, тобто визначення кольору зірок і спектроскопічними. Перші виробляються за допомогою фотометрів, що встановлюються у вигляді самостійних інструментів або, частіше, що прилаштовуються до рефрактора або рефлектор. Для спектральних спостережень є спектрографи зі щілиною, які приєднуються до найбільших рефлекторів (з дзеркалом 0 до 2,5 м) або в застарілих випадках - до великих рефракторів. Отримувані фотографії спектрів служать різних цілей, як-от: визначення променевих швидкостей, спектроскопічних паралаксів, температури. Для загальної класифікації зоряних діапазонів можна використовувати скромніші інструменти - т. зв. призматичні камери, що складаються зі світлосильної короткофокусної фотографічної камери з призмою перед об'єктивом, що дають на одній платівці спектри багатьох зірок, але з малою дисперсією. Для спектральних досліджень сонця, а також і зірок, на деяких обсерваторіях використовуються т. н. баштові телескопи, що мають відомі переваги. Вони складаються з вежі (до 45 м заввишки), на вершині якої встановлено цілостат, що посилає промені світила вертикально вниз; трохи нижче целостату міститься об'єктив, через який проходять промені, збираючись у фокусі на рівні землі, де вони вступають у вертикальний або горизонтальний спектрограф, що знаходиться в умовах постійної температури.

Згадані вище інструменти встановлюються на солідних кам'яних стовпах з глибоким та великим фундаментом, що стоять ізольовано від іншої будівлі, щоб не передавалися струси. Рефрактори і рефлектори поміщаються в круглих вежах (фіг. 2), покритих напівсферичним обертовим куполом з люком, що розкривається, через який відбувається спостереження.

Для рефракторів підлогу в вежі робиться підйомним, щоб спостерігач міг зручно досягати окулярного кінця телескопа при будь-яких нахилах останнього до горизонту. У вежах рефлекторів замість підйомної підлоги зазвичай використовуються сходи та невеликі підйомні платформи. Башти великих рефлекторів повинні мати такий пристрій, який би забезпечував хорошу температурну ізоляцію вдень проти нагрівання і достатню вентиляцію вночі, при відкритому куполі. Інструменти, призначені для спостереження в одному певному вертикалі, - меридіанний круг, пасажний інструмент і вертикальне коло - встановлюються в павільйонах з хвилястого заліза (фіг. 3), що мають форму лежачого напівциліндра. Шляхом відкриття широких люків або відкочування стін утворюється широка щілина в площині меридіана або першого вертикалу, дивлячись по установці інструменту, що дозволяє проводити спостереження.

Пристрій павільйону повинен передбачати хорошу вентиляцію, тому що при спостереженні температура повітря всередині павільйону повинна дорівнювати зовнішній температурі, чим усувається неправильне заломлення променя зору, зване зальною рефракцією(Saalrefraktion). При пасажних інструментах і меридіанних колах часто влаштовують світи, що є міцними мітками, що встановлюються в площині меридіана на деякій відстані від інструменту.

Обсерваторії, що несуть службу часу, і навіть які виробляють фундаментальні визначення прямих сходжень, вимагають велику годинну установку. Годинник міститься в підвалі, в умовах постійної температури. В спеціальному залі розміщуються розподільні дошки та хронографи для порівняння годинника. Тут же встановлюється приймальна радіостанція. Якщо обсерваторія подає сама сигнали часу, потрібно ще установка для автоматичної посилки сигналів; передача ж проводитись через одну з потужних передавальних радіостанцій.

Крім постійно функціонуючих обсерваторій іноді влаштовуються обсерваторії і тимчасові станції, призначені або для спостереження короткочасних явищ, головним чином сонячних затемнень (передусім проходжень Венери по диску сонця), або для виконання певної роботи, після закінчення якої така обсерваторія знову закривається. Так, деякі європейські і особливо північноамериканські обсерваторії відкривали тимчасові - на кілька років - відділення в південній півкулі для спостереження південного неба з метою складання позиційних, фотометричних або спектроскопічних каталогів південних зірок тими самими методами та інструментами, які використовувалися для тієї ж мети на основній обсерваторії. у північній півкулі. Загальна кількість астрономічних обсерваторій, що нині діють, сягає 300. Деякі дані, а саме: місце розташування, головні інструменти та основні роботи щодо найголовніших сучасних обсерваторій наведені в таблиці.

Магнітна обсерваторія

Магнітна обсерваторія – станція, яка веде регулярні спостереження над геомагнітними елементами. Вона є опорним пунктом для геомагнітної зйомки району, що примикає до неї. Матеріал, який дає магнітна обсерваторія, є основним у справі вивчення магнітного життя земної кулі. Робота магнітної обсерваторії може бути поділена на такі цикли: 1) вивчення тимчасових варіацій елементів земного магнетизму; галузі геомагнітних явищ.

Для проведення зазначених робіт магнітна обсерваторія має набір нормальних геомагнітних приладів для вимірювання елементів земного магнетизму в абсолютній мірі: магнітний теодоліт таінклінатор, зазвичай індукційного типу, як більш досконалий. Ці прилади б. звірені зі стандартними приладами, що є в кожній країні (у СРСР вони зберігаються в Слуцькій магнітній обсерваторії), у свою чергу зліченими з міжнародним стандартом у Вашингтоні. Для вивчення тимчасових варіацій земного магнітного поля обсерваторія має у своєму розпорядженні один або два комплекти варіаційних приладів - варіометри D, Н і Z, що забезпечують безперервний запис змін елементів земного магнетизму з часом. Принцип дії вищезазначених приладів - див. Земний магнетизм. Нижче описуються конструкції найпоширеніших із них.

Магнітний теодоліт для абсолютних вимірів Н представлений на фіг. 4 і 5. Тут А - горизонтальне коло, відліки по якому беруться за допомогою мікроскопів; I - труба для спостережень за способом автоколімації; С - будиночок для магніту m, D - аретуючий пристрій, укріплений в основі трубки, всередині якої проходить нитка, що підтримує магніт m. У верхній частині цієї трубки є головка F, з якою скріплена нитка. Відхиляючі (допоміжні) магніти розміщуються на таборах М1 і М2; орієнтування магніту на них визначається за спеціальними колами з відліками за допомогою мікроскопів а і b. Спостереження відмінювання ведуться за допомогою того ж теодоліту, або встановлюється спеціальний деклінатор, конструкція якого загалом така ж, як і описаного приладу, але без пристосувань для відхилень. Для визначення місця істинної півночі на азимутальному колі користуються спеціально виставленою мірою, справжній азимут якої визначається за допомогою астрономічних або геодезичних вимірів.

Земний індуктор (інклінатор) для визначення способу зображений на фіг. 6 і 7. Подвоєна котушка S може обертатися біля осі, що лежить на підшипниках, укріплених в кільці R. Положення осі обертання котушки визначається по вертикальному колу V за допомогою мікроскопів М, М. Н - горизонтальне коло, що служить для установок осі котушки в площині магнітного меридіана, К - комутатор для перетворення змінного струму, що отримується при обертанні котушки, струм постійний. Від затискачів цього комутатора струм подається на чутливий гальванометр із сатазованою магнітною системою.

Варіометр Н зображено на фіг. 8. Усередині невеликої камери підвішений на кварцовій нитці або на біфілярі магніт М. Верхня точка кріплення нитки знаходиться вгорі трубки підвісу і пов'язана з обертовою потужністю біля вертикальної осі головкою Т.

Нерозривно з магнітом скріплено дзеркальце S, яке падає промінь світла з освітлювача реєструючого апарату. Поруч із дзеркальцем укріплено нерухоме дзеркальце, призначення якого прокреслювати на магнітограмі базисну лінію. L - лінза, що дає на барабані апарату, що реєструє зображення щілини освітлювача. Перед барабаном встановлена ​​циліндрична лінза, що зводить це зображення на точку. Т. о. запис на фотопапері, навернутої на барабан, проводиться переміщенням по утворює барабана світлової плями від променя світла, відбитого від дзеркальця S. Конструкція варіометра В в деталях така сама, як і описаного приладу, за винятком орієнтування магніту М по відношенню до дзеркальця S.

Варіометр Z (фіг. 9) у суттєвих рисах складається з магнітної системи, що коливається біля горизонтальної осі. Система укладена всередині камери 1, яка має в передній частині отвір, закрите лінзою 2. Коливання магнітної системи записуються реєстратором завдяки дзеркальцю, яке скріплене з системою. Для побудови базової лінії служить нерухоме дзеркальце, розташоване поруч із рухомим. Загальне розташування варіометрів під час спостережень зображено на фіг. 10.

Тут R - реєструючий апарат, U - його годинниковий механізм, що обертає барабан W зі світлочутливим папером, l - циліндрична лінза, S - освітлювач, Н, D, Z - варіометри для відповідних елементів земного магнетизму. У варіометрі Z літерами L, М і t позначені відповідно лінза, дзеркало, пов'язане з магнітною системою, та дзеркало, скріплене з пристосуванням для реєстрації температур. Залежно від тих спеціальних завдань, у вирішенні яких бере участь обсерваторія, її подальше обладнання має спеціальний характер. Надійна робота геомагнітних приладів вимагає особливих умов у сенсі відсутності магнітних полів, що обурюють, сталості температури та ін.; тому магнітні обсерваторії виносять далеко за місто з його електричними установками і влаштовують, щоб гарантувати бажаний ступінь сталості температури. Для цього павільйони, де проводяться магнітні вимірювання, будуються зазвичай з подвійними стінами і опалювальна система розташовується коридором, утвореним зовнішніми і внутрішніми стінами будівлі. З метою виключення взаємного впливу варіаційних приладів на нормальні, ті й інші встановлюються зазвичай, у різних павільйонах, кілька віддалених друг від друга. При будівництві таких будівель буд. звернено особливу увагу на те, щоб усередині них і поблизу не виявилося жодних залізних мас, особливо, що переміщуються. Щодо електропроводки д. б. дотримані умови, що гарантують відсутність магнітних полів електричного струму (біфілярне проведення). Близькість споруд, що створюють механічні струси, є неприпустимою.

Оскільки магнітна обсерваторія є основним пунктом вивчення магнітного життя: землі, цілком природним є вимога б. або м. рівномірного розподілу їх по всій поверхні земної кулі. На даний момент ця вимога задоволена лише приблизно. Наведена нижче таблиця, що представляє список магнітних обсерваторій, дає уявлення про рівень виконання цієї вимоги. У таблиці курсивом позначено середню річну зміну елемента земного магнетизму, зумовлене віковим перебігом.

Найбільш багатий матеріал, зібраний магнітними обсерваторіями, полягає у вивченні тимчасових варіацій геомагнітних елементів. Сюди відносяться добовий, річний та віковий хід, а також ті раптові зміни в магнітному полі землі, які отримали назву магнітних бур. В результаті вивчення добових варіацій стало можливим виділити в них вплив положення сонця і місяця по відношенню до місця спостереження та встановити роль цих двох космічних тіл у добових змінах геомагнітних елементів. Основною причиною варіацій є сонце; вплив місяця не перевищує 1/15 дії першого світила. Амплітуда добових коливань у середньому має величину близько 50 γ (γ = 0,00001 гауса, див. Земний магнетизм), тобто близько 1/1000 повної напруги; вона змінюється в залежності від географічної широти місця спостереження і сильно залежить від пори року. Як правило, амплітуда добових варіацій влітку більша, ніж узимку. Вивчення розподілу в часі магнітних бур призвело до констатування їх зв'язку з діяльністю сонця. Кількість бур та їх інтенсивність збігаються за часом із кількістю сонячних плям. Ця обставина дозволило Штормеру створити теорію, що пояснює виникнення магнітних бур проникненням у верхні шари нашої атмосфери електричних зарядів, що викидаються сонцем у періоди найбільшої його активності, і паралельним утворенням кільця рухомих електронів на значній висоті, майже за межами

Метеорологічна обсерваторія

Обсерваторія метеорологічна, вища наукова установа для вивчення питань, пов'язаних з фізичним життям землі у найширшому сенсі. Ці обсерваторії нині займаються як суто метеорологічними і кліматологічними питаннями і службою погоди, а й вносять у коло своїх завдань питання земного магнетизму, атмосферної електрики та атмосферної оптики; на деяких обсерваторіях ведуться навіть сейсмічні спостереження. Тому такі обсерваторії мають ширше найменування - геофізичні обсерваторії чи інститути.

Власні спостереження обсерваторій в області метеорології мають на увазі давати суворо науковий матеріал спостережень, що виробляються над метеорологічними елементами, необхідний для цілей кліматології, служби погоди та задоволення низки практичних запитів на основі записів самописних приладів з безперервною реєстрацією всіх змін у ході. Безпосередні спостереження в певний термін проводяться над такими елементами, як тиск повітря (див. Барометр), температура і вологість його (див. Гігрометр), над напрямом і швидкістю вітру, сонячним сяйвом, атмосферними опадами та випаром, сніговим покривом, температури грунту та іншими атмосферними явищами за програмою рядових метеорологій, станцій 2-го розряду. Крім цих програмних спостережень на метеорологічних обсерваторіях проводяться контрольні спостереження, а також проводяться дослідження методологічного характеру, що виражаються у встановленні та випробуванні нових методів спостережень над явищами, як частково вивченими; так і зовсім не вивченими. Спостереження обсерваторій повинні бути тривалими, щоб їх мати можливість зробити ряд висновків для отримання з достатньою точністю середніх «нормальних» величин, для визначення величини неперіодичних коливань, властивих даному місцю спостережень, і для визначення закономірності в ході цих явищ з часом.

Крім виробництва власних метеорологічних спостережень одним із великих завдань обсерваторій є вивчення всієї країни в цілому або окремих областей її у фізичному відношенні та гол. обр. з погляду клімату. Спостережний матеріал, що надходить з мережі метеорологічних станцій в обсерваторію, піддається детальному вивченню, контролю та ретельній перевірці, щоб відібрати найбільш доброякісні спостереження, які вже можуть піти для подальшого опрацювання. Початкові висновки цього перевіреного матеріалу публікуються у виданнях обсерваторії. Такі видання через мережу станцій був. Росії та СРСР охоплюють спостереження, починаючи з 1849 року. У цих виданнях публікуються гол. обр. висновки з спостережень, і лише незначної кількості станцій спостереження друкуються повністю.

Решта обробленого та перевіреного матеріалу зберігається в архіві обсерваторії. В результаті глибокого і ретельного опрацювання цих матеріалів час від часу з'являються різні монографії, що характеризують методику обробки або стосуються розробки окремих метеорологічних елементів.

Однією із специфічних особливостей діяльності обсерваторій є особлива служба передбачень та сповіщень про стан погоди. В даний час ця служба виділена зі складу Головної геофізичної обсерваторії у вигляді самостійного інституту - Центральне бюро погоди. Щоб показати розвиток та досягнення нашої служби погоди, нижче наведено дані про кількість прийнятих у Бюро погоди за добу телеграм, починаючи з 1917 року.

В даний час Центральне бюро погоди отримує до 700 одних лише внутрішніх телеграм, крім зведень. Крім цього, тут проводяться великі роботи з поліпшення методів прогнозування погоди. Що ж до ступеня вдалості короткострокових прогнозів, вона визначається 80-85%. Крім короткострокових прогнозів в даний час розроблені методи і даються довгострокові передбачення загального характеру погоди на майбутній сезон або на невеликі періоди, або детальні передбачення з окремих питань (розкриття та замерзання річок, повінь, гроз, хуртовини, градобиття та ін.).

Для того, щоб спостереження, що виробляються на станціях метеорологічної мережі, були порівняні між собою, необхідно, щоб прилади, якими проводяться ці спостереження, були порівняні з «нормальними» еталонами, прийнятими на міжнародних з'їздах. Завдання перевірки приладів дозволяється спеціальним відділом обсерваторії; на всіх станціях мережі застосовуються лише прилади, перевірені на обсерваторії та забезпечені спеціальними сертифікатами, що дають або поправки, або постійні для відповідних приладів за цих умов спостережень. Крім цього, в тих же цілях порівнянності результатів безпосередніх метеорологічних спостережень на станціях та обсерваторії спостереження ці повинні проводитися в певні терміни і за певною програмою. З огляду на це обсерваторія видає спеціальні інструкції для спостережень, що переробляються час від часу на підставі дослідів, прогресу науки і відповідно до постанов міжнародних з'їздів і конференцій. Обсерваторією ж обчислюються і видаються спеціальні таблиці на обробку метеорологічних спостережень, вироблених станціях.

Крім метеорологічних ряд обсерваторій веде також актинометричні дослідження та систематичні спостереження над напруженістю сонячної радіації, над дифузною радіацією та над власним випромінюванням землі. У цьому відношенні заслужену популярність має обсерваторія в Слуцьку (б. Павловськ), де сконструйовано чимало приладів як для безпосередніх вимірювань, так і для безперервних автоматичних записів змін різних елементів випромінювання (актинографи), і тут встановлені ці прилади для роботи раніше, ніж на обсерваторії інших країн. У деяких випадках ведуться дослідження з вивчення енергії в окремих ділянках спектру, крім інтегрального випромінювання. Питання, пов'язані з поляризацією світла, також є предметом спеціального вивчення обсерваторій.

Наукові польоти на аеростатах і вільних повітряних кулях, що проводяться багаторазово для проведення безпосередніх спостережень над станом метеорологічних елементів у вільній атмосфері, хоч і доставили ряд дуже цінних даних для пізнання життя атмосфери та законів, що керують нею, проте ці польоти мали лише дуже обмежене застосування у повсякденному житті внаслідок значних витрат, пов'язаних з ними, а також труднощами досягнення великих висот. Успіхи авіації пред'являли наполегливі вимоги до з'ясування стану метеорологічних елементів та гол. обр. напрями та швидкості вітру на різних висотах у вільній атмосфері тощо. висунули значення аерологічних досліджень Було організовано спеціальні інститути, вироблено спеціальні методи підйому самописних приладів різних конструкцій, що піднімаються на висоту на повітряних зміях або за допомогою спеціальних гумових куль, наповнених воднем. Записи таких самописців дають інформацію про стан тиску, температурі та вологості, а також про швидкості руху повітря та напрямок на різних висотах в атмосфері. У випадку, коли потрібні відомості тільки про вітер у різних шарах, проводяться спостереження над невеликими кулями-пілотами, що вільно випускаються з місця спостереження. Зважаючи на величезне значення таких спостережень для цілей повітряного транспорту, обсерваторією організується ціла мережа аерологічних пунктів; обробка результатів проведених спостережень, і навіть вирішення низки завдань теоретичного і практичного значення, що стосуються руху атмосфери, проводяться на обсерваторіях. Систематичні спостереження на високогірних обсерваторіях також дають матеріал пізнання законів циркуляції атмосфери. Крім цього, такі високогірні обсерваторії мають значення у питаннях, що стосуються живлення річок, що беруть початок з льодовиків, і пов'язаних із цим питань іригації, що важливо у напівпустельних кліматах, наприклад, у Середній Азії.

Переходячи до спостережень над елементами атмосферної електрики, що проводяться на обсерваторіях, необхідно вказати, що вони мають безпосередній зв'язок з радіоактивністю і, крім того, мають відоме значення у розвитку с.-г. культур. Мета цих спостережень полягає у вимірі радіоактивності та ступеня іонізації повітря, а також у визначенні електричного стану опадів, що випадають на землю. Будь-які порушення, що відбуваються в електричному полі землі, викликають порушення в бездротовому, а іноді навіть у дротяному зв'язку. Обсерваторії, розташовані в приморських пунктах, до програми своїх робіт та досліджень включають вивчення гідрології моря, спостереження та прогнози про стан моря, що має безпосереднє значення для морського транспорту.

Крім отримання спостережного матеріалу, обробки його та можливих висновків у багатьох випадках представляється необхідним піддати експериментальному і теоретичному вивченню явища, що спостерігаються в природі. Звідси випливають завдання лабораторного та математичного дослідження, які проводяться обсерваторіями. У разі лабораторного досвіду іноді вдається відтворити те чи інше атмосферне явище, всебічно вивчити умови виникнення та його причини. Щодо цього можна вказати на роботи, проведені в Головній геофізичній обсерваторії, наприклад, з вивчення явища донного льоду та визначення заходів боротьби з цим явищем. Так само в лабораторії обсерваторії піддавалося вивченню питання про швидкість охолодження нагрітого тіла в повітряному потоці, що має прямий зв'язок із вирішенням проблеми перенесення тепла в атмосфері. Нарешті математичний аналіз знаходить собі широке застосування під час вирішення низки питань, що з процесами і різноманітними явищами, які у атмосферних умовах, наприклад, циркуляція, турбулентний рух та ін. На закінчення дамо перелік обсерваторій, що у СРСР. На першому місці треба поставити Головну геофізичну обсерваторію (Ленінград), засновану 1849 р.; поряд з нею як її заміська філія - ​​обсерваторія у Слуцьку. Ці установи виконують завдання в масштабі всього Союзу. Крім них ряд обсерваторій з функціями республіканського, обласного або крайового значення: Геофізичний інститут в Москві, Ср.-азіатський метеорологічний інститут в Ташкенті, Геофізична обсерваторія в Тифлісі, Харкові, Києві, Свердловську, Іркутську та Владивостоку, організу Волзького краю та в Новосибірську для 3ападного Сибіру. Є низка обсерваторій на морях - в Архангельську та знову організована обсерваторія в Олександрівську для північного басейну, в Кронштадті - для Балтійського моря, у Севастополі та Феодосії - для Чорного та Азовського морів, у Баку - для Каспійського моря та у Владивостоку - для Тихого океану. Ряд колишніх університетів також мають у своєму складі обсерваторії з великими роботами в галузі метеорології та взагалі геофізики – казанський, одеський, київський, томський. Всі ці обсерваторії не тільки ведуть спостереження в одному пункті, але й організовують експедиційні дослідження або самостійного, або комплексного характеру з різних питань та відділів геофізики, чим значною мірою сприяють вивченню продуктивних сил СРСР.

Сейсмічна обсерваторія

Обсерваторія сейсмічнаслужить для реєстрації та вивчення землетрусів. Основним приладом у вимірювальній практиці землетрусів є сейсмограф, що автоматично записує будь-який струс, який відбувається у певній площині. Тому серія з трьох приладів, два з яких - горизонтальні маятники, що вловлюють і записують ті компоненти руху або швидкості, що здійснюються в напрямку меридіана (NS) і паралелі (EW), а третій - вертикальний маятник для запису вертикальних зсувів - необхідна і достатня для вирішення питання про місце епіцентральної області та про характер землетрусу, що стався. На жаль, більшість сейсмічних станцій забезпечується інструментами тільки для вимірювання горизонтальних компонентів. Загальна організаційна структура сейсмічної служби у СРСР полягає у наступному. На чолі справи стоїть Сейсмічний інститут, що у складі Академії наук СРСР Ленінграді. Останній керує науковою та практичною діяльністю спостережних пунктів - сейсмічних обсерваторій та різних станцій, що знаходяться в окремих областях країни та здійснюють спостереження за певною програмою. Центральна сейсмічна обсерваторія в Пулкові з одного боку займається виробництвом регулярних та безперервних спостережень над усіма трьома складовими руху земної кори за допомогою кількох серій самописних приладів, з іншого боку на ній проводиться порівняльне вивчення апаратів та методів обробки сейсмограм. Крім цього, на основі власного вивчення та досвіду тут проводиться інструктаж інших станцій сейсмічної мережі. Відповідно до такої важливої ​​ролі, яку відіграє ця обсерваторія у справі вивчення країни у сейсмічному відношенні, вона має спеціально влаштований підземний павільйон, так щоб усі зовнішні ефекти – температурні зміни, коливання будівлі під впливом ударів вітру тощо – були усунені. Одна із зал цього павільйону ізольована від стін та підлоги загальної будівлі та в ній розташовані найбільш відповідальні серії приладів дуже великої чутливості. У практиці сучасної сейсмометрії велике значення мають прилади, сконструйовані академіком Б. Б. Голіцин. У приладах цих рух маятників може реєструватися не механічно, а з допомогою так званої гальванометричної реєстрації, При якій відбувається зміна електричного стану в котушці, що переміщається разом з маятником сейсмографа магнітному полі сильного магніту. За допомогою проводів кожна котушка з'єднана з гальванометром, стрілка якого коливається разом із переміщенням маятника. Дзеркало, скріплене зі стрілкою гальванометра, дозволяє стежити за змінами приладу, що відбуваються, або безпосередньо, або за допомогою фотографічної реєстрації. Т. о. немає необхідності входити в залу з приладами і тим самим порушувати струмами повітря рівновагу в приладах. При такій установці прилади можуть мати велику чутливість. Крім зазначених, на обсерваторії працюють весь час сейсмографи механічною реєстрацією. Конструкція їх грубіша, чутливість значно менша, і з допомогою цих приладів надається можливість контролювати, а головне відновлювати записи приладів високої чутливості у разі різноманітних невдач. На центральній обсерваторії, крім поточної роботи, проводяться також численні спеціальні дослідження наукового та прикладного значення.

Обсерваторії або станції 1-го розрядупризначаються для реєстрації віддалених землетрусів. Вони мають прилади досить високої чутливості, причому в більшості випадків на них встановлюють один комплект приладів для трьох складових руху землі. Синхронна запис показань цих приладів дає можливість визначити кут виходу сейсмічних променів, а, по записам вертикального маятника можна вирішити питання характері хвилі, т. е. визначити, коли підходить хвиля стиснення чи розрідження. Деякі з цих станцій ще досі мають прилади для механічної реєстрації, тобто менш чутливі. Ряд станцій крім загальних займається вирішенням місцевих питань істотно практичного значення, наприклад, у Макіївці (Донбас) за записами приладів можна знайти зв'язок між сейсмічними явищами та виходами рудничних газів; установки в Баку дають змогу визначити вплив сейсмічних явищ на режим нафтових джерел та ін. фазі, вторинних максимумів та ін. Крім цього повідомляються дані про власні зсуви ґрунту під час землетрусів.

Нарешті сейсмічні пункти 2 розрядупризначаються для запису землетрусів не дуже віддалених чи навіть місцевих. З огляду на це станції ці розташовуються гол. обр. в областях сейсмічних, якими у нас у Союзі є Кавказ, Туркестан, Алтай, Байкал, півострів Камчатка та острів Сахалін. Ці станції забезпечені важкими маятниками з механічною реєстрацією, мають спеціальні напівпідземного типу павільйони для установок; на них визначаються моменти настання хвиль первинних, вторинних та довгих, а також відстань до епіцентру. Всі ці сейсмічні обсерваторії несуть також службу часу, тому що спостереження за приладами оцінюються з точністю до декількох секунд.

З інших питань, якими займаються спеціальні обсерваторія, вкажемо вивчення місячно-сонячних тяжінь, т. е. приливно-отливных рухів земної кори, аналогічних явищам припливу і відпливу, спостерігаються у море. Для цих спостережень була побудована між іншим спеціальна обсерваторія всередині пагорба під Томськом, і тут встановлено 4 горизонтальні маятники системи Целльнера в 4 різних азимутах. За допомогою спеціальних сейсмічних установок велися спостереження над коливанням стін будівель під впливом роботи дизелів, спостереження над коливаннями засад мостів, особливо залізничних, під час руху по них поїздів, спостереження над режимом мінеральних джерел та ін. Останнім часом сейсмічні обсерваторії роблять спеціальні експедиції цілях вивчення розташування та розподілу підземних пластів, що має велике значення при пошуках корисних копалин, особливо якщо ці спостереження супроводжуються гравіметричними роботами. Нарешті важливою експедиційною роботою сейсмічних обсерваторій є виробництво нівелювань високої точності в місцевостях, що піддаються значним сейсмічним явищам, тому що повторні роботи в цих областях дають можливість точно визначити величини горизонтальних і вертикальних зсувів, що відбулися внаслідок того чи іншого землетрусу, і дати прогноз для подальших та явищ землетрусів.

Астрономічні обсерваторії (в астрономії). Опис обсерваторій у давнину та у сучасному світі.

Астрономічна обсерваторія – наукова установа, призначена для спостережень за небесними тілами. Вона будується на високому місці, з якого можна дивитися будь-куди. Усі обсерваторії обов'язково обладнані телескопами та подібним обладнанням для астрономічних та геофізичних спостережень.

1. Астрономічні «обсерваторії» у давнину.
З давніх-давен для астрономічних спостережень люди розташовувалися на пагорбах або високій місцевості. Піраміди також служили спостережень.

Неподалік фортеці Карнак, що знаходиться в Луксорі, є святилище Ра - Горахте. У день зимового сонцестояння звідти спостерігали схід Сонця.
Найдавнішим прообразом астрономічної обсерваторії є знаменитий Стоунхендж. Є припущення, що він за низкою параметрів відповідав сходам Сонця у дні літнього сонцестояння.
2. Перші астрономічні обсерваторії.
Вже 1425 року біля Самарканда завершилося побудова однієї з перших обсерваторій. Вона була унікальна, тому що такого ще ніде не було.
Пізніше датський король відвів острів неподалік Швеції до створення астрономічної обсерваторії. Було споруджено дві обсерваторії. І протягом 21 року на острові тривала діяльність короля, в ході якої люди дізнавалися все більше про те, що таке Всесвіт.
3. Обсерваторії Європи та Росії.
Незабаром у Європі стрімко стали створюватися обсерваторії. Однією з перших була обсерваторія у Копенгагені.
Одна з найбільш величних обсерваторій на той час була побудована в Парижі. Там працюють найкращі вчені.
Королівська Грінвічська обсерваторія завдячує своїй популярності тим, що через вісь пасажного інструменту проходить «Грінвічський меридіан». Заснована вона була наказом імператора Карла II. Будівництво доводилося потребою вимірювати довготу місця при навігації.
Після побудови Паризької та Грінвічської обсерваторій державні обсерваторії почали створюватись і в інших численних країнах Європи. Починає діяти понад 100 обсерваторій. Вони діють майже за кожного навчального закладу, зростає кількість приватних обсерваторій.
Серед перших було споруджено обсерваторію Петербурзької академії наук. У 1690 року на Північній Двіні, поруч із Архангельском, створюється основна у Росії астрономічна обсерваторія. 1839 року відбулося відкриття ще однієї обсерваторії — Пулковської. Пулковська обсерваторія мала і має найбільше значення, порівняно з іншими. Астрономічна обсерваторія Петербурзької академії наук була закрита, а її численні прилади та інструменти перевезені до Пулкового.
Початок нового ступеня у розвитку астрономічної науки належить установі Академії наук.
З розпадом СРСР знижуються витрати на розвиток досліджень. Через це країни починають з'являтися які пов'язані з державою обсерваторії, обладнані технікою професійного рівня.

ОБСЕРВАТОРІЯ
установа, де вчені спостерігають, вивчають та аналізують природні явища. Найбільш відомі астрономічні обсерваторії на дослідження зірок, галактик, планет та інших небесних об'єктів. Існують також метеорологічні обсерваторії спостереження погоди; геофізичні обсерваторії для вивчення атмосферних явищ, зокрема – полярних сяйв; сейсмічні станції для реєстрації коливань, збуджених у Землі землетрусами та вулканами; обсерваторії для спостереження космічних променів та нейтрино. Багато обсерваторій оснащені не тільки серійними приладами для реєстрації природних явищ, але й унікальними інструментами, що забезпечують у конкретних умовах спостереження максимально високу чутливість та точність. У колишні часи обсерваторії, як правило, споруджували поблизу університетів, але потім стали розміщувати в місцях з найкращими умовами для спостереження явищ, що вивчаються: сейсмічні обсерваторії - на схилах вулканів, метеорологічні - рівномірно по всій земній кулі, авроральні (для спостереження за на відстані близько 2000 км від магнітного полюса Північної півкулі, де проходить смуга інтенсивних сяйв. Астрономічним обсерваторіям, у яких використовуються оптичні телескопи для аналізу світла космічних джерел, потрібна чиста та суха атмосфера, вільна від штучного освітлення, тому їх намагаються будувати високо у горах. Радіообсерваторії часто розміщують у глибоких долинах, з усіх боків закритих горами від радіоперешкод штучного походження. Тим не менш, оскільки в обсерваторіях працює кваліфікований персонал і регулярно приїжджають вчені, намагаються розміщувати обсерваторії не дуже далеко від наукових і культурних центрів і транспортних вузлів. Втім, розвиток засобів зв'язку робить цю проблему менш актуальною. У цій статті йдеться про астрономічні обсерваторії. Додатково про обсерваторії та наукові станції інших типів описано у статтях:
Позаатмосферна астрономія;
ВУЛКАНИ;
ГЕОЛОГІЯ;
Землетруси;
МЕТЕОРОЛОГІЯ І КЛІМАТОЛОГІЯ;
НЕЙТРИННА АСТРОНОМІЯ;
РАДІОЛОКАЦІЙНА АСТРОНОМІЯ;
Радіоастрономія.
ІСТОРІЯ АСТРОНОМІЧНИХ ОБСЕРВАТОРІЙ І ТЕЛЕСКОПІВ
Стародавній світ.Найбільш старі факти астрономічних спостережень пов'язані з давніми цивілізаціями Середнього Сходу. Спостерігаючи, записуючи та аналізуючи рух по небу Сонця та Місяця, жерці вели рахунок часу та календар, пророкували важливі для сільського господарства сезони, а також займалися астрологічними прогнозами. Вимірюючи за допомогою найпростіших приладів переміщення небесних світил, вони виявили, що взаємне розташування зірок на небі залишається незмінним, а Сонце, Місяць та планети рухаються щодо зірок і до того ж дуже складно. Жерці відзначали рідкісні небесні явища: місячні та сонячні затемнення, поява комет та нових зірок. Астрономічні спостереження, які приносять практичну користь і допомагають формувати світогляд, знаходили певну підтримку як релігійних авторитетів, і у цивільних правителів різних народів. На багатьох глиняних табличках з давніх Вавилона і Шумера записані астрономічні спостереження і обчислення. У ті часи, як і зараз, обсерваторія служила одночасно майстернею, сховищем приладів та центром збору даних. Див. також
АСТРОЛОГІЯ;
ПОРИ РОКУ ;
ЧАС;
КАЛЕНДАР. Про астрономічні інструменти, що застосовувалися до епохи Птолемея (бл. 100 - бл. 170 н.е.), відомо мало. Птолемей разом з іншими вченими зібрав у величезній бібліотеці Олександрії (Єгипет) безліч розрізнених астрономічних записів, зроблених у різних країнах за попередні століття. Використовуючи спостереження Гіппарха та свої власні, Птолемей склав каталог положень та блиску 1022 зірок. Після Аристотелем він помістив Землю у центрі світу і вважав, що це світила звертаються навколо неї. Разом з колегами Птолемей провів систематичні спостереження світил, що рухаються (Сонце, Місяць, Меркурій, Венера, Марс, Юпітер, Сатурн) і розробив детальну математичну теорію для передбачення їх майбутнього становища по відношенню до "нерухомих" зірок. З її допомогою Птолемей розрахував таблиці руху світил, які потім використовувалися понад тисячу років.
Див. такожГІПАРХ. Для вимірювання розмірів Сонця і Місяця, що мало міняються, астрономи користувалися прямою планкою зі ковзним візиром у вигляді темного диска або пластини з круглим отвором. Спостерігач спрямовував планку на ціль і рухав візир уздовж неї, добиваючись точного збігу отвору з розміром світила. Птолемей та його колеги вдосконалили багато астрономічних приладів. Проводячи з ними ретельні спостереження та за допомогою тригонометрії переводячи інструментальні показання у позиційні кути, вони довели точність вимірювань приблизно до 10"
(Див. також ПТОЛЕМЕЙ Клавдій).
Середні століття.У зв'язку з політичними та соціальними потрясіннями пізньої античності та раннього середньовіччя розвиток астрономії у Середземномор'ї зупинився. Каталоги та таблиці Птолемея збереглися, але все менше людей вміли ними користуватися, і все рідше проводилися спостереження та реєстрація астрономічних подій. Однак на Середньому Сході та в Центральній Азії астрономія розквітала та будувалися обсерваторії. У 8 ст. Абдалла аль-Мамун заснував у Багдаді Будинок мудрості, подібний до Олександрійської бібліотеки, і організував пов'язані з ним обсерваторії в Багдаді та Сирії. Там кілька поколінь астрономів вивчали та розвивали роботи Птолемея. Подібні установи процвітали у 10 та 11 ст. у Каїрі. Кульмінацією тієї епохи стала гігантська обсерваторія у Самарканді (нині Узбекистан). Там Улукбек (1394-1449), онук азіатського завойовника Тамерлана (Тимура), побудувавши величезний секстант радіусом 40 м у вигляді орієнтованої на південь траншеї шириною 51 см з обробленими мармуром стінами, проводив спостереження Сонця з небувалою. Декілька інструментів меншого розміру він використав для спостережень зірок, Місяця та планет.
Відродження.Коли в ісламській культурі 15 ст. астрономія досягла розквіту, Західна Європа знову відкрила собі це велике творіння античного світу.
Коперник.Микола Коперник (1473-1543), натхненний простотою принципів Платона та інших грецьких філософів, з недовірою та тривогою дивився на геоцентричну систему Птолемея, яка вимагала громіздких математичних розрахунків для пояснення видимих ​​рухів світил. Коперник запропонував, зберігши підхід Птолемея, помістити Сонце до центру системи, а Землю вважати планетою. Це значно спростило справу, але викликало глибокий переворот у свідомості людей (див. КОПЕРНИК Микола).
Тихо Браге.Данський астроном Т. Браге (1546-1601) був збентежений тим, що теорія Коперника точніше передбачала становище світил, ніж теорія Птолемея, але все ж таки не цілком вірно. Він вважав, що проблему вирішать точніші наглядові дані, і переконав короля Фрідріха II віддати йому на будівництво обсерваторії о. Вен поблизу Копенгагена. У цій обсерваторії, названій Ураніборг (Небесний замок) було безліч стаціонарних інструментів, майстерні, бібліотека, хімічна лабораторія, спальні, їдальня та кухня. Тихо мав навіть свої паперовий млин та друкарський верстат. У 1584 році він побудував нову будівлю для спостережень - Стьєрнеборг (Зоряний замок), де зібрав найбільші та найдосконаліші інструменти. Правда, це були прилади того ж типу, що й за часів Птолемея, але Тихо значно підвищив їхню точність, замінивши дерево металами. Він ввів особливо точні візири та шкали, вигадав математичні методи для калібрування спостережень. Тихо та його помічники, спостерігаючи за небесними тілами неозброєним оком, досягли зі своїми приладами точності вимірювань у 1". Вони систематично переміряли положення зірок і спостерігали за рухом Сонця, Місяця та планет, збираючи наглядові дані з небувалою завзятістю та акуратністю
(див. також БРАГЕ Тихо).

Кеплер.Вивчаючи дані Тихо, І. Кеплер (1571-1630) виявив, що обіг планет навколо Сонця не вдається уявити як рух по колам. Кеплер з великою повагою ставився до результатів, отриманих в Ураніборзі, і тому відкинув думку про те, що невеликі розбіжності обчислених і спостережуваних положень планет могли бути викликані помилками в спостереженнях Тихо. Продовжуючи пошуки, Кеплер встановив, що планети рухаються еліпсами, заклавши цим фундамент для нової астрономії та фізики.
(див. також КЕПЛЕР Йоганн ; КЕПЛЕРА ЗАКОНИ). Роботи Тихо і Кеплера передбачили багато особливостей сучасної астрономії, такі, як організація спеціалізованих обсерваторій за державної підтримки; доведення до досконалості приладів, хоча б традиційних; розподіл вчених на спостерігачів та теоретиків. Нові принципи роботи затверджувалися разом із новою технікою: на допомогу оку в астрономії йшов телескоп.
Виникнення телескопів.Перші телескопи-рефрактори. У 1609 році Галілей почав використовувати свій перший саморобний телескоп. Спостереження Галілея відкрили епоху візуальних досліджень небесних світил. Незабаром телескопи поширилися Європою. Допитливі люди робили їх самі або замовляли майстрам і влаштовували невеликі особисті обсерваторії, зазвичай, у власних будинках
(Див. також Галілей Галілео). Телескоп Галілея назвали рефрактором, оскільки промені світла у ньому заломлюються (лат. refractus – заломлений), проходячи крізь кілька скляних лінз. У найпростішій конструкції передня лінза-об'єктив збирає промені у фокусі, створюючи там зображення об'єкта, а розташовану біля ока лінзу-окуляр використовують як лупу для розгляду цього зображення. У телескопі Галілея служила негативна лінза, що дає пряме зображення досить низької якості з малим полем зору. Кеплер і Декарт розвинули теорію оптики, і Кеплер запропонував схему телескопа з перевернутим зображенням, але значно більшим полем зору та збільшенням, ніж у Галілея. Ця конструкція швидко витіснила колишню та стала стандартом для астрономічних телескопів. Наприклад, у 1647 польський астроном Ян Гевелій (1611-1687) використав для спостереження Місяця кеплерові телескопи завдовжки 2,5-3,5 метра. Спочатку він встановлював їх у невеликій вежі на даху свого будинку в Гданську (Польща), а пізніше - на майданчику з двома наглядовими пунктами, один з яких був обертовим (див. також ГЕВЕЛІЙ Ян). У Голландії Християн Гюйгенс (1629-1695) та його брат Костянтин будували дуже довгі телескопи, що мали об'єктиви діаметром лише кілька дюймів, але мали величезну фокусну відстань. Це покращувало якість зображення, хоч і ускладнювало роботу з інструментом. У 1680-х роках Гюйгенс експериментував з 37-метровим і 64-метровим "повітряними телескопами", об'єктиви яких розташовували на вершині щогли та повертали за допомогою довгої палиці чи мотузок, а окуляр просто тримали в руках (див. також ГЮЙГЕНС Християн). Використовуючи лінзи, виготовлені Д. Кампані, Ж.Д. Наблюдениям дуже заважала вібрація щогли з об'єктивом, труднощі його наведення з допомогою мотузок і тросів, і навіть неоднорідність і турбулентність повітря між об'єктивом і окуляром, особливо сильна відсутність труби. Ньютон, телескоп-рефлектор та теорія тяжіння. Наприкінці 1660-х років І. Ньютон (1643-1727) намагався розгадати природу світла у зв'язку з проблемами рефракторів. Він помилково вирішив, що хроматична аберація, тобто. нездатність лінзи зібрати промені всіх кольорів на один фокус, важливо неусувна. Тому Ньютон побудував перший працездатний телескоп-рефлектор, у якого роль об'єктиву замість лінзи грало увігнуте дзеркало, що збирає світло у фокусі, де зображення можна розглядати через окуляр. Однак найважливішим внеском Ньютона в астрономію стали його теоретичні роботи, які показали, що кеплерові закони руху планет є окремим випадком загального закону тяжіння. Ньютон сформулював цей і розвинув математичні прийоми для точного обчислення руху планет. Це стимулювало народження нових обсерваторій, де з найвищою точністю вимірювали положення Місяця, планет та його супутників, уточнюючи з допомогою теорії Ньютона елементи їх орбіт і прогнозуючи рух.
Див. також
НЕБЕЗНА МЕХАНІКА;
ТЯГАННЯ ;
Ньютон Ісаак.
Годинник, мікрометр та телескопічний візир. Не менш важливим, ніж покращення оптичної частини телескопа, було вдосконалення його монтування та оснащення. Для астрономічних вимірювань стали необхідні маятникові годинники, здатні йти за місцевим часом, який визначається з одних спостережень і використовується в інших
(див. також ГОДИННИК). За допомогою ниткового мікрометра вдалося при спостереженні в окулярі телескопа вимірювати дуже малі кути. Для збільшення точності астрометрії важливу роль відіграло поєднання телескопа з армілярною сферою, секстантом та іншими кутомірними інструментами. Як тільки візири для неозброєного ока були витіснені маленькими телескопами, виникла потреба у значно більш точному виготовленні та розподілі кутових шкал. Значною мірою через потреби європейських обсерваторій розвинулося виробництво невеликих високоточних верстатів.
(див. також ВИМІРЮВАЛЬНІ ІНСТРУМЕНТИ).
Державні обсерваторії.Поліпшення астрономічних таблиць. З другої половини 17 ст. з метою мореплавання та картографії уряди різних країн почали засновувати державні обсерваторії. У Королівській академії наук, заснованій Людовіком XIV у Парижі в 1666 р., академіки взялися за перегляд астрономічних констант і таблиць "з нуля", взявши за основу роботи Кеплера. У 1669 році з ініціативи міністра Ж.-Б.Кольбера була заснована Королівська обсерваторія в Парижі. Їй керувало чотири чудові покоління Кассіні, починаючи з Жана Домініка. У 1675 була заснована Королівська Грінвічська обсерваторія, очолив яку перший Королівський астроном Д.Флемстід (1646-1719). Разом з Королівським суспільством, яке розпочало свою діяльність у 1647, вона стала в Англії центром астрономічних та геодезичних досліджень. У ті ж роки були засновані обсерваторії у Копенгагені (Данія), Лунді (Швеція) та Гданську (Польща) (див. також ФЛЕМСТІД Джон). Найважливішим результатом діяльності перших обсерваторій стали ефемеріди - таблиці передрахованих положень Сонця, Місяця та планет, необхідні для картографії, навігації та фундаментальних астрономічних досліджень.
Запровадження стандартного часу.Державні обсерваторії стали хранителями еталонного часу, яке спочатку поширювали з допомогою оптичних сигналів (прапори, сигнальні кулі), та - по телеграфу і радіо. Нинішня традиція падаючих опівночі Святвечора куль сягає тих часів, коли сигнальні кулі падали по високій щоглі на даху обсерваторії в точно призначений час, даючи можливість капітанам судів, що стоять у гавані, перевіряти перед відплиттям свої хронометри.
Визначення довгот.Винятково важливим завданням державних обсерваторій тієї епохи було визначення координат морських судів. Географічну широту легко знайти на розі Полярної зірки над горизонтом. Але довготу визначити набагато складніше. Одні способи ґрунтувалися на моментах затемнень супутників Юпітера; інші - на становищі Місяця щодо зірок. Але найнадійніші методи вимагали високоточних хронометрів, здатних протягом плавання зберігати час обсерваторії поблизу порту виходу.
Розвиток Грінвічської та Паризької обсерваторій.У 19 ст. найважливішими астрономічними центрами залишалися державні та деякі приватні обсерваторії Європи. У списку обсерваторій 1886 року ми виявляємо 150 у Європі, 42 у Північній Америці та 29 у інших місцях. Грінвічська обсерваторія до кінця століття мала 76-см рефлектор, 71-, 66- та 33-см рефрактори та безліч допоміжних інструментів. Вона активно займалася астрометрією, службою часу, фізикою Сонця та астрофізикою, а також геодезією, метеорологією, магнітними та іншими спостереженнями. Паризька обсерваторія теж мала точні сучасні інструменти і проводила програми, подібні до грінвічських.
Нові обсерваторії.Пулковська астрономічна обсерваторія Імператорської академії наук у С.-Петербурзі, побудована в 1839, швидко добилася поваги та пошани. Її зростаючий колектив займався астрометрією, визначенням фундаментальних постійних, спектроскопією, службою часу та безліччю геофізичних програм. Потсдамська обсерваторія в Німеччині, відкрита в 1874, незабаром стала авторитетною організацією, відомою роботами з фізики Сонця, астрофізики та фотографічним оглядам неба.
Створення великих телескопів.Рефлектор чи рефрактор? Хоча телескоп-рефлектор Ньютона був важливим винаходом, протягом десятиліть він сприймався астрономами лише як інструмент, який доповнює рефрактори. Спочатку рефлектори робили самі спостерігачі для своїх маленьких обсерваторій. Але до кінця 18 ст. за це взялася молода оптична промисловість, оцінивши потребу зростаючої кількості астрономів та геодезистів. Спостерігачі отримали можливість вибору з безлічі типів рефлекторів та рефракторів, кожен з яких мав переваги та недоліки. Телескопи-рефрактори з лінзами з високоякісного скла давали зображення краще, ніж у рефлекторів, та й труба у них була компактніша і жорсткіша. Але рефлектори могли бути виготовлені значно більшого діаметра, а зображення в них були спотворені кольоровими облямівками, як у рефракторів. У рефлектор краще видно слабкі об'єкти, оскільки відсутні втрати світла у склі. Проте сплав спекулум, з якого робили дзеркала, швидко тьмянів і вимагав частого переполірування (покривати поверхню тонким дзеркальним шаром тоді ще не вміли).
Гершель.У 1770-х роках скрупульозний і завзятий астроном-самоук В. Гершель побудував кілька ньютонових телескопів, довівши діаметр до 46 см і фокусну відстань до 6 м. Висока якість його дзеркал дозволило застосувати дуже сильне збільшення. За допомогою одного зі своїх телескопів Гершель відкрив планету Уран, а також тисячі подвійних зірок та туманностей. У ті роки було побудовано багато телескопів, але зазвичай їх створювали та використовували ентузіасти-одиначки, без організації обсерваторії у сучасному сенсі
(Див. також ГЕРШЕЛЬ, ВІЛЬЯМ). Гершель та інші астрономи намагалися побудувати більші рефлектори. Але потужні дзеркала гнулися і втрачали свою форму, коли телескоп змінював положення. Межі для металевих дзеркал досягла в Ірландії У.Парсонс (лорд Росс), який створив рефлектор діаметром 1,8 м для своєї домашньої обсерваторії.
Будівництво великих телескопів.Промислові магнати і нувориші США накопичили наприкінці 19 в. гігантські багатства і деякі з них зайнялися філантропією. Так, нажив стан на золотій лихоманці Дж.Лік (1796-1876) заповів заснувати обсерваторію на горі Гамільтон, за 65 км від Санта-Крус (Каліфорнія). Її головним інструментом став 91-см рефрактор, тоді найбільший у світі, виготовлений відомою фірмою "Алван Кларк і сини" та встановлений у 1888. А в 1896 там же, на Лікській обсерваторії, почав працювати 36-дюймовий рефлектор Кросслі, тоді найбільший у США . Астроном Дж. Хейл (1868-1938) переконав чиказького трамвайного магната Ч.Йеркса фінансувати будівництво ще більшої обсерваторії для університету Чикаго. Її заснували в 1895 році у Вільямс-Бей (шт. Вісконсін), оснастивши 40-дюймовим рефрактором, досі і, ймовірно, назавжди найбільшим у світі (див. також ХЕЙЛ Джордж Еллері). Організувавши Єркську обсерваторію, Хейл розвинув бурхливу діяльність із залучення коштів із різних джерел, включаючи сталевого магната А.Карнеги, для будівництва обсерваторії в найкращому для спостережень місці Каліфорнії. Оснащена декількома сонячними телескопами конструкції Хейла та 152 см рефлектором, обсерваторія Маунт-Вілсон у горах Сан-Габріель на північ від Пасадини (шт. Каліфорнія) незабаром стала астрономічною меккою. Отримавши необхідний досвід, Хейл організував створення рефлектора небаченого розміру. Названий на честь основного спонсора 100-дюймовий телескоп ім. Хукер вступив у дію в 1917; але раніше довелося подолати безліч інженерних проблем, що спочатку здавались нерозв'язними. Першою з них була виливка скляного диска потрібного розміру та його повільне охолодження для отримання високої якостіскло. Шліфування та полірування дзеркала для надання йому необхідної форми зайняло понад шість років і зажадало створення унікальних верстатів. Заключний етап полірування та перевірки дзеркала проводили у спеціальному приміщенні з ідеальною чистотою та контролем температури. Механізми телескопа, будівлю та купол його вежі, спорудженої на вершині гори Вілсона (Маунт-Вілсон) заввишки 1700 м, вважалися інженерним дивом того часу. Натхненний чудовою роботою 100-дюймового приладу, Хейл присвятив решту життя створенню гігантського 200-дюймового телескопа. Через 10 років після його смерті та через затримку, викликану Другою світовою війною, телескоп ім. Хейла почав працювати в 1948 на вершині 1700-метрової гори Паломар (Маунт-Паломар), за 64 км на північний схід від Сан-Дієго (шт. Каліфорнія). Це було науково-технічне диво тих днів. Майже 30 років цей телескоп залишався найбільшим у світі, і багато астрономів та інженерів вважали, що він ніколи не буде перевершений.

Але поява комп'ютерів сприяло подальшому розширенню будівництва телескопів. У 1976 на 2100-метровій горі Семиродники біля станиці Зеленчукська (Півн. Кавказ, Росія) почав працювати 6-метровий телескоп БТА (Великий телескоп азимутальний), демонструючи практичну межу технології "товстого та міцного" дзеркала.

Шлях будівництва великих дзеркал, здатних збирати більше світла, а отже, бачити далі і краще, лежить через нові технології: останніми роками розвиваються методи виготовлення тонких та збірних дзеркал. Тонкі дзеркала діаметром 8,2 м (при товщині близько 20 см) вже працюють на телескопах Південної обсерваторії в Чилі. Їхню форму контролює складна система механічних "пальців", керованих комп'ютером. Успіх цієї технології призвів до розробки кількох таких проектів у різних країнах. Для перевірки ідеї складеного дзеркала в Смітсонівській астрофізичній обсерваторії в 1979 побудували телескоп з об'єктивом із шести 183 см дзеркал, за площею еквівалентних одному 4,5-метровому дзеркалу. Цей багатодзеркальний телескоп, встановлений на горі Хопкінс за 50 км на південь від Тусона (шт. Арізона), виявився дуже ефективним, і цей підхід використовували при будівництві двох 10-метрових телескопів ім. У. Кека на обсерваторії Мауна-Кеа (о. Гаваї). Кожне гігантське дзеркало складено з 36 шестикутних сегментів по 183 см у діаметрі, керованих комп'ютером для отримання єдиного зображення. Хоча якість зображень поки невисока, але вдається отримати спектри дуже далеких і слабких об'єктів, недоступних іншим телескопам. Тому на початку 2000-х років планується ввести в дію ще кілька багатодзеркальних телескопів з ефективними апертурами 9-25 м-коду.

НА ВЕРШИНІ МАУНА-КЕА, стародавнього вулкана на Гаваях, розташувалися десятки телескопів. Астрономів приваблюють сюди велика висота і дуже сухий чисте повітря. Внизу праворуч крізь відкриту щілину вежі добре видно дзеркало телескопа "Кек II", а внизу зліва - вежу телескопа "Кек II", що будується.

РОЗРОБКА АПАРАТУРИ
Світлина.У середині 19 в. Декілька ентузіастів почали використовувати фотографію для реєстрації зображень, що спостерігаються в телескоп. З підвищенням чутливості емульсій скляні фотопластинки стали основним засобом реєстрації астрофізичних даних. Окрім традиційних рукописних журналів спостережень в обсерваторіях з'явилися дорогоцінні "скляні бібліотеки". Фотопластинка здатна накопичувати слабке світло далеких об'єктів та фіксувати недоступні оку деталі. Із застосуванням фотографії в астрономії були потрібні телескопи нового типу, наприклад, камери широкого огляду, здатні реєструвати одразу великі області неба для створення фотоатласів замість мальованих карт. У поєднанні з рефлекторами великого діаметра фотографія та спектрограф дозволили зайнятися вивченням слабких об'єктів. У 1920-х років за допомогою 100-дюймового телескопа обсерваторії Маунт-Вілсон Е.Хаббл (1889-1953) класифікував слабкі туманності і довів, що багато з них є гігантськими галактиками, подібними до Чумацького Шляху. Крім того, Хаббл відкрив, що галактики стрімко розлітаються одна від одної. Це повністю змінило уявлення астрономів про будову та еволюцію Всесвіту, але лише кілька обсерваторій, що мали потужні телескопи для спостереження слабких далеких галактик, могли займатися такими дослідженнями.
Див. також
КОСМОЛОГІЯ;
ГАЛАКТИКИ;
ХАББЛ Едвін Пауелл;
ТУМАННОСТІ.
Спектроскопія.Виникла майже одночасно з фотографією, спектроскопія дозволила астрономам з аналізу світла зірок визначати їхній хімічний склад, а за доплерівським зміщенням ліній у спектрах вивчати рух зірок і галактик. Розвиток фізики на початку ХХ ст. допомогло розшифрувати спектрограми. Вперше з'явилася нагода вивчити склад недоступних небесних тіл. Це завдання виявилося під силу скромним університетським обсерваторіям, оскільки отримання спектрів яскравих об'єктів не потрібен великий телескоп. Так, обсерваторія Гарвардського коледжу однією з перших зайнялася спектроскопією та зібрала величезну колекцію спектрів зірок. Її співробітники класифікували тисячі зоряних спектрів та створили базу для вивчення зоряної еволюції. Поєднавши ці дані з квантовою фізикою, теоретики зрозуміли природу джерела зоряної енергії. У 20 ст. були створені детектори інфрачервоного випромінювання, що надходить від холодних зірок, з атмосфер і з планет. Візуальні спостереження як недостатньо чутливий та об'єктивний вимірювач блиску зірок були витіснені спочатку фотопластинкою, а потім електронними приладами (див. також СПЕКТРОСКОПІЯ).
Астрономія після другої світової війни
Посилення державної підтримки.Після війни вченим стали доступні нові технології, що народилися в армійських лабораторіях: радіо- та радіолокаційна техніка, чутливі електронні приймачі світла, обчислювальні машини. Уряди промислово розвинених країн усвідомили важливість наукових досліджень про національну безпеку і почали виділяти чималі кошти на наукову роботу та освіту.
Національні обсерваторії США.На початку 1950-х років Національний науковий фонд США звернувся до астрономів дати пропозиції щодо загальнонаціональної обсерваторії, яка була б у найкращому місціі була доступна всім кваліфікованим ученим. До 1960-х років виникло дві групи організацій: Асоціація університетів для досліджень з астрономії (AURA), що створила концепцію Національних оптикоастрономічних обсерваторій (NOAO) на 2100-метровій вершині Кітт-Пік поблизу Тусона (шт. Арізона), та Об'єднання університетів, розробивши Національна радіоастрономічна обсерваторія (NRAO) в долині Дір-Крік, недалеко від Грін-Бенк (шт. Зап. Віргінія).

НАЦІОНАЛЬНА ОБСЕРВАТОРІЯ США КІТТ-ПІК поблизу Тусона (шт. Арізона). Серед її найбільших інструментів сонячний телескоп "Мак-Мас" (внизу), 4-м телескоп "Мейол" (вгорі праворуч) та 3,5-м телескоп WIYN об'єднаної обсерваторії Вісконсінського, Індіанського та Єльського університетів та NOAO (крайній ліворуч).

До 1990 року NOAO мала на Кітт-Пік 15 телескопів діаметром до 4 м. AURA також створила Міжамериканську обсерваторію в Сьєрра-Тололо (Чілійські Анди) на висоті 2200 м, де з 1967 вивчають південне небо. Крім Грін-Бенк, де встановлений найбільший радіотелескоп (діаметр 43 м) на екваторіальному монтуванні, NRAO має також 12-метровий телескоп міліметрового діапазону на Кітт-Пік та систему VLA (Very Large Array) з 27 радіотелескопів діаметром по 25 м на пустелі. -Огастін поблизу Сокорро (шт. Нью-Мексико). Великою американською обсерваторією став Національний радіо- та іоносферний центр на о.Пуерто-Ріко. Його радіотелескоп із найбільшим у світі сферичним дзеркалом діаметром 305 м нерухомо лежить у природному заглибленні серед гір та використовується для радіо- та радіолокаційної астрономії.

Постійні співробітники національних обсерваторій стежать за справністю обладнання, розробляють нові прилади та проводять власні дослідження. Однак будь-який вчений може подати заявку на спостереження і, якщо вона схвалена комітетом координації наукових досліджень, отримати час для роботи на телескопі. Це дозволяє вченим із небагатих установ використовувати найдосконаліше обладнання.
Спостереження південного неба.Значна частина південного неба не видно з більшості обсерваторій Європи та США, хоча саме південне небо вважають особливо цінним для астрономії, оскільки воно містить центр Чумацького Шляху та багато важливих галактик, включаючи Магелланові Хмари – дві невеликі сусідні з нами галактики. Перші карти південного неба склали англійський астроном Е.Галлей, який працював з 1676 по 1678 на острові Св. Олени, і французький астроном Н.Лакайль, який працював з 1751 по 1753 на півдні Африки. У 1820 р. Британське бюро довгот заснувало на мисі Доброї Надії Королівську обсерваторію, спочатку оснастивши її лише телескопом для астрометричних вимірювань, а потім - повним набором інструментів для різноманітних програм. У 1869 р. в Мельбурні (Австралія) було встановлено 122-см рефлектор; пізніше його перевезли в Маунт-Стромло, де після 1905 року стала зростати астрофізична обсерваторія. Наприкінці 20 ст, коли умови для спостережень на старих обсерваторіях Північної півкулі стали погіршуватися через сильну урбанізацію, європейські країни почали активно будувати обсерваторії з великими телескопами в Чилі, Австралії, Центральній Азії, на Канарських та Гавайських островах.
Обсерваторія над Землею.Астрономи приступили до використання висотних аеростатів як спостережних платформ ще в 1930-х роках і продовжують такі дослідження досі. У 1950-х роках прилади встановлювалися на висотних літаках, що стали літаючими обсерваторіями. Позаатмосферні спостереження почалися в 1946 році, коли вчені США на трофейних німецьких ракетах "Фау-2" підняли в стратосферу детектори для спостереження ультрафіолетового випромінювання Сонця. Перший штучний супутник був запущений в СРСР 4 жовтня 1957 року, а вже в 1958 році радянська станція "Місяць-3" сфотографувала зворотний бік Місяця. Потім почали здійснюватися польоти до планет і виникли спеціалізовані астрономічні супутники спостереження Сонця і зірок. Останніми роками на навколоземних та інших орбітах постійно працює кілька астрономічних супутників, які вивчають небо у всіх спектрах спектра.
Робота на обсерваторії.У давні часи життя і діяльність астронома повністю залежали від можливостей його обсерваторії, оскільки зв'язок та переїзди були повільними та складними. На початку 20 ст. Хейл створював обсерваторію Маунт-Вілсон як центр сонячної та зоряної астрофізики, здатний вести не лише телескопічні та спектральні спостереження, а й необхідні лабораторні дослідження. Він прагнув, щоб на горі Вілсон було все, що необхідно для життя і роботи, точно так, як Тихо робив це на острові Вен. Досі деякі великі обсерваторії на гірських вершинах є замкненими спільнотами вчених та інженерів, які живуть у гуртожитку і працюють ночами за своїми програмами. Але поступово цей стиль змінюється. У пошуках найбільш сприятливих місць для спостереження обсерваторії розміщують у віддалених районах, де важко жити постійно. Вчені, що приїжджають, залишаються на обсерваторії від декількох днів до декількох місяців, щоб провести конкретні спостереження. Можливості сучасної електроніки дозволяють вести дистанційні спостереження, взагалі не відвідуючи обсерваторію, або будувати у важкодоступних місцях повністю автоматичні телескопи, що самостійно працюють за наміченою програмою. Певну специфіку мають спостереження з допомогою космічних телескопів. Спочатку багато астрономів, які звикли самостійно працювати з інструментом, почувалися незатишно в рамках космічної астрономії, відокремлені від телескопа не лише простором, а й безліччю інженерів та складних інструкцій. Однак у 1980-х роках на багатьох наземних обсерваторіях управління телескопом перенесли з простих пультів, розташованих безпосередньо біля телескопа, в спеціальне приміщення, начинене комп'ютерами, яке іноді знаходиться в окремій будівлі. Замість того, щоб наводити на об'єкт головний телескоп, дивлячись у укріплений на ньому невеликий телескоп-шукач і натискаючи кнопки на невеликому ручному пульті, астроном сидить перед екраном телегіда і маніпулює джойстиком. Часто астроном просто відправляє через Інтернет до обсерваторії докладну програму спостережень і, коли вони проведені, отримує результати прямо на свій комп'ютер. Тому стиль роботи з наземними та космічними телескопами стає дедалі схожим.
СУЧАСНІ НАЗЕМНІ ОБСЕРВАТОРІЇ
Оптичні обсерваторії.Місце для будівництва оптичної обсерваторії зазвичай вибирають далеко від міст з їх яскравим нічним освітленням та смогом. Зазвичай це вершина гори, де тонший шар атмосфери, через який доводиться вести спостереження. Бажано, щоб повітря було сухим і чистим, а вітер не дуже сильним. В ідеалі обсерваторії повинні бути рівномірно розподілені на поверхні Землі, щоб у будь-який момент можна було спостерігати об'єкти північного та південного неба. Однак історично склалося так, що більшість обсерваторій розташовані в Європі та Північній Америці, тому небо Північної півкулі вивчене краще. В останні десятиліття почали споруджувати великі обсерваторії у Південній півкулі та поблизу екватора, звідки можна спостерігати як північне, і південне небо. Стародавній вулкан Мауна-Кеа на о. Гаваї заввишки понад 4 км. вважається найкращим місцем у світі для астрономічних спостережень. У 1990-х роках там улаштувалися десятки телескопів різних країн.
Башта.Телескопи – дуже чутливі прилади. Для захисту від негоди та перепадів температури їх поміщають у спеціальні будівлі – астрономічні вежі. Невеликі вежі мають прямокутну форму з плоским дахом, що розсувається. Башти великих телескопів зазвичай роблять круглими з напівсферичним куполом, що обертається, в якому для спостережень відкривається вузька щілина. Такий купол добре захищає телескоп від вітру під час роботи. Це важливо, оскільки вітер розгойдує телескоп і викликає тремтіння зображення. Вібрація ґрунту та будівлі вежі також негативно впливає на якість зображень. Тому телескоп монтують на окремому фундаменті, не пов'язаному із фундаментом вежі. Усередині вежі або поблизу неї монтують систему вентиляції підкупольного простору і установку для вакуумного напилення на дзеркало телескопа відбиває алюмінієвого шару, що тьмяніє з часом.
Монтування.Для наведення на світло телескоп повинен обертатися навколо однієї або двох осей. До першого типу відносяться меридіанне коло та пасажний інструмент – невеликі телескопи, що повертаються навколо горизонтальної осі у площині небесного меридіана. Рухаючись зі сходу на захід, кожне світило двічі на день перетинає цю площину. З допомогою пасажного інструменту визначають моменти проходження зірок через меридіан і в такий спосіб уточнюють швидкість обертання Землі; це необхідне служби точного часу. Меридіанний круг дозволяє вимірювати як моменти, а й місце перетину зіркою меридіана; це потрібно для створення точних карт зоряного неба. У сучасних телескопах безпосереднє візуальне спостереження мало застосовується. В основному їх використовують для фотографування небесних об'єктів або для реєстрації світла електронними детекторами; при цьому експозиція іноді досягає кількох годин. Весь цей час телескоп повинен бути націлений на об'єкт. Тому за допомогою годинникового механізму він з постійною швидкістю повертається навколо годинної осі (паралельної осі обертання Землі) зі сходу на захід слідом за світилом, компенсуючи цим обертання Землі із заходу на схід. Друга вісь, перпендикулярна вартовий, називається віссю відмін; вона служить наведення телескопа у бік північ-південь. Таку конструкцію називають екваторіальним монтуванням і використовують майже для всіх телескопів, за винятком найбільших, для яких більш компактним і дешевим виявилося альт-азимутальне монтування. На ній телескоп стежить за світилом, повертаючись одночасно зі змінною швидкістю навколо двох осей – вертикальної та горизонтальної. Це значно ускладнює роботу годинникового механізму, вимагаючи комп'ютерного контролю.

Телескоп-рефрактормає лінзовий об'єктив. Оскільки промені різного кольору переломлюються у склі по-різному, лінзовий об'єктив розраховують так, щоб він давав у фокусі чітке зображення у променях якогось одного кольору. Старі рефрактори створювалися для візуальних спостережень і тому давали чітке зображення у жовтих променях. З появою фотографії стали будувати фотографічні телескопи - астрографи, що дають чітке зображення у блакитних променях, яких чутлива фотоэмульсия. Пізніше з'явилися емульсії, чутливі до жовтого, червоного і навіть інфрачервоного світла. Їх можна використовувати для фотографування на візуальних рефракторах. Розмір зображення залежить від фокусної відстані об'єктива. У 102-см Йєркського рефрактора фокусна відстань становить 19 м, тому діаметр місячного диска у його фокусі близько 17 см. Розмір фотопластинок цього телескопа 20ґ25 см; повний Місяць легко вміщується на них. Астрономи використовують скляні фотопластинки через їх високу жорсткість: навіть через 100 років зберігання вони не деформуються і дозволяють вимірювати відносне положення зоряних зображень з точністю до 3 мкм, що для великих рефракторів, подібних до йоркського, відповідає на небі дузі в 0,03”.
Телескоп-рефлекторяк об'єктив має увігнуте дзеркало. Його перевага перед рефрактором у тому, що промені будь-якого кольору відбиваються від дзеркала однаково, забезпечуючи чіткість зображення. До того ж дзеркальний об'єктив можна зробити набагато крупнішим за лінзове, оскільки скляна заготовка для дзеркала може не бути прозорою всередині; від деформації під власною вагою її можна вберегти, помістивши спеціальну оправу, що підтримує дзеркало знизу. Чим більший діаметр об'єктива, тим більше світла збирає телескоп і слабші і далекі об'єкти здатні "побачити". Довгі роки найбільшими у світі були 6 рефлектор БТА (Росія) і 5 рефлектор Паломарської обсерваторії (США). Але зараз в обсерваторії Мауна-Кеа на о.Гавайї працюють два телескопи з 10-метровими складовими дзеркалами та будується кілька телескопів із монолітними дзеркалами діаметром 8-9 м. Таблиця 1.
ВЕЛИКІ ТЕЛЕСКОПИ СВІТУ
___
__Діаметр ______Обсерваторія ______Місце та рік об'єкта (м) ________________споруди/демонтажу

РЕФЛЕКТОРИ

10,0 Мауна-Кеа Гаваї (США) 1996 10,0 Мауна-Кеа Гаваї (США) 1993 9,2 Мак-Дональд Техас (США) 1997 8,3 Національна Японії Гаваї (США) 1999 8,2 південна гораСьєрра-Паранал (Чилі) 1998 8,2 Європейська південна гора Сьєрра-Паранал (Чилі) 1999 8,2 Європейська південна гора Сьєрра-Паранал (Чилі) 2000 8,1 Джеміні-Север Гаваї (США) 1999 6,5 Хопкінс (шт. Арізона) 1999 6,0 Спеціальна астрофізична АН Росії стан. Зеленчукська (Росія) 1976 5,0 Паломарська гора Паломар (Каліфорнія) 1949 1,8 * 6 = 4,5 університету Арізони гора Хопкінс (шт. Арізона) 1979/1998 4,2 Рока де лос Мучачос Канарські о-ва (Іспанія 1986 4,0 Міжамериканська Сьєрра-Тололо (Чилі) 1975 3,9 Англо-австралійська Сайдінг-Спрінг (Австралія) 1975 3,8 Кітт-Пік Національна Тусон (шт. Арізона) 1974 3,8 Мауна-Ке США) 1979 3,6 Європейська південна Ла-Сілья (Чилі) 1976 3,6 Мауна-Кеа Гаваї (США) 1979 3,5 Рока де лос Мучачос Канарські о-ви (Іспанія) 1989 3,5 Межуніверситетська Сакраменто .Нью Мексико) 1991 3,5 Німецько-іспанська Калар-Альто (Іспанія) 1983

РЕФРАКТОРИ

1,02 Єрська Вільямс-Бей (шт. Вісконсін) 1897 0,91 Лікська гора Гамільтон (шт. Каліфорнія) 1888 0,83 Паризька Медон (Франція) 1893 0,81 Потсдамська Потсдам (Німеччина) 1 Франція) 1880 0,76 Алегейнська Піттсбург (шт. Пенсільванія) 1917 0,76 Пулковська Санкт-Петербург 1885/1941

КАМЕРИ ШМІДТА*

1,3-2,0 К.Шварцшильда Таутенбург (Німеччина) 1960 1,2-1,8 Паломарська гора Паломар (шт. Каліфорнія) 1948 1,2-1,8 Англо-австралійська Сайдінг-Спрінг (Австралія) 1973 1-1,5 Астрономічна Токіо (Японія) 1975 1,0-1,6 Європейська південна Чилі 1972

СОНЯЧНІ

1,60 Кітт-Пік Національна Тусон (шт. Арізона) 1962 1,50 Сакраменто-Пік (В)* Санспот (шт. Нью-Мексико) 1969 1,00 Астрофізична Крим (Україна) 1975 0,90 Кітт-Пік (2 доп.)* Тусон (шт. Арізона) 1962 0,70 Кітт-Пік (В)* Тусон (шт. Арізона) 1975 0,70 Інститут фізики Сонця ФРН о. Тенеріфе (Іспанія) 1988 0,66 Мітака Токіо (Японія) 1920 0,64 Кембриджська Кембридж (Англія) 1820

Примітка:Для камер Шмідта вказані діаметр корекційної платівки та дзеркала; для сонячних телескопів: (В) – вакуумний; 2 дод. - два додаткові телескопи у загальному корпусі з 1,6-м телескопом.
Дзеркально-лінзові камери.Недолік рефлекторів у цьому, що вони дають чітке зображення лише поблизу центру зору. Не заважає, якщо вивчають один об'єкт. Але патрульні роботи, наприклад пошук нових астероїдів або комет, вимагають фотографування відразу великих майданчиків неба. Звичайний рефлектор для цього годиться. Німецький оптик Б.Шмідт у 1932 р. створив комбінований телескоп, у якого недоліки головного дзеркала виправляються за допомогою розташованої перед ним тонкої лінзи складної форми - корекційної пластини. Камера Шмідта Паломарської обсерваторії отримує фотопластинку 35ґ35 см зображення області неба 6ґ6°. Інша конструкція ширококутної камери була створена Д.Д.Максутовим у 1941 р. у Росії. Вона простіше за камеру Шмідта, оскільки роль корекційної пластини в ній грає проста товста лінза - меніск.
Робота оптичних обсерваторій.Наразі більш ніж у 30 країнах світу функціонує понад 100 великих обсерваторій. Зазвичай кожна їх самостійно чи кооперації коїться з іншими проводить кілька багаторічних програм спостережень. Астрометричні виміри.Великі національні обсерваторії - Морська обсерваторія США, Королівська Грінвічська у Великій Британії (закрита в 1998), Пулковська в Росії та ін. - регулярно вимірюють положення зірок та планет на небі. Це дуже тонка робота; саме в ній досягається найвища "астрономічна" точність вимірювань, на основі яких створюють каталоги положення та руху світил, необхідні для наземної та космічної навігації, для визначення просторового стану зірок, для уточнення законів руху планет. Наприклад, вимірюючи координати зірок з інтервалом у півроку, можна помітити, деякі з них зазнають коливань, пов'язаних з переміщенням Землі по орбіті (ефект паралаксу). За величиною цього зсуву визначають відстань до зірок: що менше зміщення, то більше відстань. З Землі астрономи можуть вимірювати зміщення в 0,01” (товщина сірника, віддаленого на 40 км!), що відповідає відстані 100 парсеків.
Метеорний патруль.За допомогою кількох ширококутних камер, що рознесені на велику відстань, безперервно фотографують нічне небо для визначення траєкторій метеорів та можливого місця падіння метеоритів. Вперше ці спостереження з двох станцій розпочали у Гарвардській обсерваторії (США) у 1936 та під керівництвом Ф.Уіппла регулярно проводили до 1951. У 1951-1977 така ж робота виконувалася в Ондржейівській обсерваторії (Чехія). З 1938 в СРСР фотографічні спостереження метеорів проводились у Душанбе та Одесі. Спостереження метеорів дозволяють вивчати як склад космічних порошинок, а й будова земної атмосфери на висотах 50-100 км, важкодоступних прямого зондування. Найбільшого розвитку метеорний патруль отримав у вигляді трьох "болідних мереж" - у США, Канаді та Європі. Наприклад, Прерійна мережа Смітсонівської обсерваторії (США) для фотографування яскравих метеорів - болідів - використовувала 2,5 см автоматичні камери на 16 станціях, розміщених на відстані 260 км навколо Лінкольна (шт. Небраска). З 1963 розвивалася Чеська болісна мережа, що перетворилася пізніше на Європейську мережу з 43 станцій на територіях Чехії, Словаччини, Німеччини, Бельгії, Нідерландів, Австрії та Швейцарії. Нині це єдина діюча болісна мережа. Її станції оснащені камерами типу "риб'яче око", що дозволяють фотографувати відразу всю півсферу неба. За допомогою болідних мереж кілька разів вдалося знайти метеорити, що випали на землю, і відновити їх орбіту до зіткнення із Землею.
Спостереження Сонця.Багато обсерваторій регулярно фотографують Сонце. Кількість темних плям на його поверхні є індикатором активності, яка періодично збільшується в середньому кожні 11 років, призводячи до порушення радіозв'язку, посилення полярних сяйв та інших змін в атмосфері Землі. Найважливіший прилад вивчення Сонця - спектрограф. Пропускаючи сонячне світло через вузьку щілину у фокусі телескопа і потім розкладаючи його в спектр за допомогою призми або дифракційних ґрат, можна дізнатися хімічний склад сонячної атмосфери, швидкість руху в ній газу, його температуру та магнітне поле. За допомогою спектрогеліограф можна отримати фотографії Сонця в лінії випромінювання одного елемента, наприклад, водню або кальцію. Там чітко видно протуберанці - величезні хмари газу, що злітають над поверхнею Сонця. Великий інтерес представляє гаряча розріджена область сонячної атмосфери - корона, що зазвичай видно лише у моменти повних сонячних затемнень. Однак на деяких високогірних обсерваторіях створені спеціальні телескопи - позанезмінні коронографи, в яких маленька заслінка ("штучний Місяць") закриває яскравий диск Сонця, дозволяючи спостерігати його корону будь-коли. Такі спостереження проводять на о. Капрі (Італія), в обсерваторії Сакраменто-Пік (шт. Нью Мексико, США), Пік-дю-Міді (французькі Піренеї) та інших.

Спостереження Місяця та планет.Поверхню планет, супутників, астероїдів та комет вивчають за допомогою спектрографів та поляриметрів, визначаючи хімічний склад атмосфери та особливості твердої поверхні. Дуже активні у цих спостереженнях обсерваторія Ловелла (шт. Арізона), Медонська та Пік-дю-Міді (Франція), Кримська (Україна). Хоча останніми роками багато чудових результатів отримано за допомогою космічних апаратів, наземні спостереження не втратили своєї актуальності та щороку приносять нові відкриття.
Спостереження зірок. Вимірюючи інтенсивність ліній у спектрі зірки, астрономи визначають вміст хімічних елементів та температуру газу в її атмосфері. По положенню ліній на основі ефекту Доплера визначають швидкість руху зірки як цілого, а формою профілю ліній - швидкість газових потоків в атмосфері зірки і швидкість її обертання навколо осі. Часто у спектрах зірок видно лінії розрідженої міжзоряної речовини, що знаходиться між зіркою та земним спостерігачем. Систематично спостерігаючи спектр однієї зірки, можна вивчити коливання її поверхні, встановити наявність у неї супутників і потоків речовини, що іноді перетікають з однієї зірки на іншу. За допомогою десятка хвилин експозиції можна отримати детальний спектр лише однієї зірки. Для масового вивчення спектрів зірок перед об'єктивом ширококутної (шмідтовської або максутівської) камери вміщують велику призму. При цьому на фотопластинці виходить ділянка неба, де кожне зображення зірки представлено її спектром, якість якого невисока, але достатньо для масового вивчення зірок. Такі спостереження багато років проводяться в обсерваторії університету Мічігану (США) і в Абастуманській обсерваторії (Грузія). Нещодавно створено оптоволоконні спектрографи: у фокусі телескопа розміщують світловоди; кожен з них одним кінцем встановлюють на зображення зірки, а іншим на щілину спектрографа. Так, за одну експозицію можна отримати детальні спектри сотень зірок. Пропускаючи світло зірки через різні світлофільтри і вимірюючи його яскравість, можна визначити колір зірки, який вказує на температуру її поверхні (чим голубіше, тим гарячіше) та кількість міжзоряного пилу, що лежить між зіркою та спостерігачем (чим більше пилу, тим червоніша зірка). Багато зірок періодично чи хаотично змінюють свою яскравість – їх називають змінними. Зміни яскравості, пов'язані з коливаннями поверхні зірки або з взаємними затемненнями компонентів подвійних систем, багато говорять про внутрішню будову зірок. Досліджуючи змінні зірки, важливо мати тривалі та щільні ряди спостережень. Тому астрономи часто залучають до цієї роботи любителів: навіть окомірні оцінки яскравості зірок у бінокль чи невеликий телескоп мають наукову цінність. Любителі астрономії часто поєднуються в клуби для спільних спостережень. Крім вивчення змінних зірок, вони нерідко відкривають комети та спалахи нових зірок, чим також роблять помітний внесок в астрономію. Слабкі зірки вивчають лише за допомогою великих телескопів із фотометрами. Наприклад, телескоп діаметром 1 м збирає світла у 25 000 разів більше, ніж зіниця людського ока. Використання фотопластинки при тривалій експозиції підвищує чутливість системи ще тисячі разів. Сучасні фотометри з електронними приймачами світла, такими як фотоелектронний помножувач, електронно-оптичний перетворювач або напівпровідникова ПЗС-матриця, в десятки разів чутливіші за фотопластинки і дозволяють безпосередньо записувати результати вимірювання в пам'ять комп'ютера.
Спостереження за слабкими об'єктами.Спостереження далеких зірок та галактик проводять за допомогою найбільших телескопів діаметром від 4 до 10 м. Провідна роль у цьому належить обсерваторіям Мауна-Кеа (Гавайї), Паломарська (Каліфорнія), Ла-Сілья та Сьєрра-Тололо (Чилі), Спеціальна астрофізична ). Для масового вивчення слабких об'єктів використовують великі камери Шмідта на обсерваторіях Тонантцинтла (Мексика), Маунт-Стромло (Австралія), Блумфонтейн (Ю. Африка), Бюракан (Вірменія). Ці спостереження дозволяють найбільш глибоко проникати у Всесвіт і вивчати його структуру та походження.
Програми сумісних спостережень.Багато програм спостережень здійснюються разом з кількома обсерваторіями, взаємодія яких підтримується Міжнародним астрономічним союзом (МАС). Він об'єднує близько 8 тис. астрономів всього світу, має 50 комісій з різних напрямів науки, 1 раз на три роки збирає великі Асамблеї та щорічно організує кілька великих симпозіумів та колоквіумів. Кожна комісія МАС координує спостереження об'єктів певного класу: планет, комет, змінних зірок тощо. МАС координує роботу багатьох обсерваторій зі складання зіркових карт, атласів та каталогів. У Смітсонівській астрофізичній обсерваторії (США) діють Центральне бюро астрономічних телеграм, яке швидко сповіщає всіх астрономів про несподівані події - спалахи нових та наднових зірок, відкриття нових комет та ін.
РАДІООБСЕРВАТОРІЇ
Розвиток техніки радіозв'язку у 1930-1940-ті роки дозволило розпочати радіоспостереження космічних тіл. Це нове "вікно" у Всесвіт принесло безліч дивовижних відкриттів. З усього спектра електромагнітного випромінювання лише оптичні та радіохвилі проходять крізь атмосферу до Землі. При цьому радіоокно набагато ширше оптичного: воно простягається від хвиль міліметрової довжини до десятків метрів. Крім відомих в оптичній астрономії об'єктів - Сонця, планет і гарячих туманностей, - джерелами радіохвиль виявилися невідомі раніше об'єкти: холодні хмари міжзоряного газу, ядра галактик і зірки, що вибухають.
Типи радіотелескопів.Радіовипромінювання космічних об'єктів є дуже слабким. Щоб помітити його на тлі природних і штучних перешкод, потрібні вузькоспрямовані антени, що приймають сигнал лише з однієї точки на небі. Такі антени бувають двох типів. Для короткохвильового випромінювання їх роблять з металу у вигляді увігнутого параболічного дзеркала (як у оптичного телескопа), яке концентрує у фокусі випромінювання, що падає на нього. Такі рефлектори діаметром до 100 м – повноповоротні – здатні дивитися в будь-яку частину неба (як оптичний телескоп). Більші антени виконують у вигляді параболічного циліндра, здатного повертатися лише у площині меридіана (як оптичний меридіанний круг). Поворот навколо другої осі забезпечує обертання Землі. Найбільші параболоїди роблять нерухомими, використовуючи природні улоговини в ґрунті. Вони можуть спостерігати лише обмежену область піднебіння. Таблиця 2.
Найбільші радіотелескопи
________________________________________________
Найбільший __ Обсерваторія _____Місце та рік _розмір ____________________споруди/демонтажу
антени (м)
________________________________________________
1000 1 Фізичного інституту ім.Лебедєва, РАН Серпухов (Росія) 1963 600 1 Спеціальна астрофізична АН Росії Півн.Кавказ (Росія) 1975 305 2 Іоносферна Аресібо Аресібо (Пуерто-Ріко) 1963 305 1 Медонська Медон (Франція) 1964 183 Іллінойського університету Денвіль (шт. Іллінойс) 1962 122 Каліфорнійського університету Хет-Крік (шт. Каліфорнія) 1960 110 1 Огайоського університету Делавер (шт. Огайо) 1962 107 Стенфордської радіолабораторії Стенфорд (шт. Каліфорнія) 1959 100 Інститут ім. Макса Планка Бонн (Німеччина) 1971 76 Джодрелл-Бенк Маклсфілд (Англія) 1957 ________________________________________________
Примітки:
1 антена із незаповненою апертурою;
2 нерухома антена. ________________________________________________
Антени для довгохвильового випромінювання монтують з великої кількості простих металевих диполів, що розміщуються на площі кілька квадратних кілометрів і з'єднуються між собою так, що прийняті ними сигнали посилюють один одного тільки в тому випадку, якщо приходять з певного напрямку. Чим більший розмір антени, тим більш вузьку область на небі вона оглядає, даючи при цьому чіткішу картину об'єкта. Прикладом такого інструменту може бути УТР-2 (Український Т-подібний радіотелескоп) харківського Інституту радіофізики та електроніки АН України. Довжина двох його плечей 1860 та 900 м; він є найдосконалішим у світі інструментом для дослідження декаметрового випромінювання в діапазоні 12-30 м. Принцип об'єднання кількох антен у систему використовується і для параболічних радіотелескопів: об'єднавши сигнали, прийняті від одного об'єкта декількома антенами, отримують як би один сигнал від еквівалентної за розміром однієї гігантські антени. Це значно покращує якість отриманих радіозображень. Такі системи називають радіоінтерферометрами, оскільки сигнали від різних антен, складаючись, інтерферують між собою. Зображення від радіоінтерферометрів за якістю не гірше оптичних: найменші деталі мають розмір близько 1", а якщо об'єднати сигнали від антен, що знаходяться на різних континентах, то розмір найменших деталей на зображенні об'єкта може бути зменшений ще в тисячі разів. Зібраний антеною сигнал детектується та посилюється спеціальним приймачем - радіометром, який зазвичай налаштований на одну фіксовану частоту або змінює налаштування у вузькій смузі частот.Для зменшення власних шумів радіометри часто охолоджують до дуже низької температури. Посилений сигнал записують на магнітофон або в комп'ютер. температури", якби на місці антени знаходилося абсолютно чорне тіло даної температури, що виділяє таку ж потужність. Вимірявши потужність сигналу на різних частотах, будують радіоспектр, форма якого дозволяє судити про механізм випромінювання і фізичну природу об'єкта. Радіоастрономічні спостереження можна проводити чию і вдень, якщо не заважають перешкоди від промислових об'єктів: електромотори, що іскряться, широкомовні радіостанції, радари. З цієї причини радіообсерваторії зазвичай влаштовують далеко від міст. Особливих вимог до якості атмосфери у радіоастрономів немає, але при спостереженні на хвилях коротше 3 см атмосфера стає на заваді, тому короткохвильові антени воліють ставити високо в горах. Деякі радіотелескопи використовують як радари, надсилаючи потужний сигнал і приймаючи відбитий від об'єкта імпульс. Це дозволяє точно визначати відстань до планет та астероїдів, вимірювати їхню швидкість і навіть будувати карту поверхні. Саме так було отримано карти поверхні Венери, яка не видно в оптиці крізь її щільну атмосферу.
Див. також
РАДІОАСТРОНОМІЯ;
РАДІОЛОКАЦІЙНА АСТРОНОМІЯ.
Радіоастрономічні спостереження.Залежно від параметрів антени та наявної апаратури, кожна радіообсерваторія спеціалізується на певному класі об'єктів спостереження. Сонце завдяки своїй близькості до Землі є потужним джерелом радіохвиль. Радіовипромінювання, що приходить з його атмосфери, постійно реєструють - це дозволяє прогнозувати сонячну активність. У магнітосфері Юпітера та Сатурна відбуваються активні процеси, радіоімпульси від яких регулярно спостерігаються в обсерваторіях Флориди, Сантьяго та Єльського університету. Найбільші антени Англії, навіть Росії використовуються для радіолокації планет. Чудовим відкриттям було виявлене в Лейденській обсерваторії (Нідерланди) випромінювання міжзоряного водню на хвилі 21 см. Потім радіолініями в міжзоряному середовищі були знайдені десятки інших атомів і складних молекул, включаючи органічні. Особливо інтенсивно молекули випромінюють на міліметрових хвилях, для прийому яких створюються спеціальні параболічні антени із високоточною поверхнею. Спочатку в Кембриджській радіообсерваторії (Англія), а потім і в інших з початку 1950-х років проводяться систематичні огляди неба для виявлення радіоджерел. Деякі з них збігаються з відомими оптичними об'єктами, але багато хто не має аналогів в інших діапазонах випромінювання і, мабуть, є дуже далекими об'єктами. На початку 1960-х років, виявивши слабкі зіркоподібні об'єкти, що збігаються з радіоджерелами, астрономи відкрили квазари - дуже далекі галактики з неймовірно активними ядрами. Іноді деяких радіотелескопах робляться спроби пошуку сигналів від позаземних цивілізацій. Першим проектом такого роду був проект Національної радіоастрономічної обсерваторії США у 1960 році з пошуку сигналів від планет найближчих зірок. Як і всі подальші пошуки, він дав негативний результат.
ПОЗААТМОСФЕРНА АСТРОНОМІЯ
Оскільки атмосфера Землі не пропускає до поверхні планети рентгенівське, інфрачервоне, ультрафіолетове та деякі види радіовипромінювання, прилади для їхнього дослідження встановлюють на штучних супутниках Землі, космічних станціях або міжпланетних апаратах. Від цих приладів потрібна мала маса та висока надійність. Зазвичай запускають спеціалізовані астрономічні супутники для спостереження певному діапазоні спектра. Навіть оптичні спостереження переважно проводити поза атмосфери, яка суттєво спотворює зображення об'єктів. На жаль, космічна техніка коштує дуже дорого, тому позаатмосферні обсерваторії створюють найбагатші країни, або кілька країн у кооперації одна з одною. Спочатку розробкою приладів для астрономічних супутників та аналізом отриманих даних займалися певні групи вчених. Але зі зростанням продуктивності космічних телескопів склалася система співробітництва, аналогічна прийнятої в національних обсерваторіях. Наприклад, Космічний телескоп "Хаббл" (США) доступний будь-якому астроному світу: заявки на спостереження приймають та оцінюють, найбільш гідні з них здійснюють та результати передають вченому для аналізу. Цю діяльність організує Інститут космічного телескопа (Space Telescope Science Institute).
- (ново лат. observatorium, від observare спостерігати). Будівля для фізичних та астрономічних спостережень. Словник іншомовних слів, що увійшли до складу російської мови. Чудінов А.Н., 1910. ОБСЕРВАТОРІЯ будинок, що служить для астрономічних, … Словник іноземних слів російської мови