Por que comprimentos de onda menores que a luz visível são negligenciados por novos telescópios?

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O diagrama abaixo, que roubei deste post por @ HDE226868, mostra que a resolução angular em função do comprimento de onda cai repentinamente em três ordens de magnitudes de visível para luz UV. A resolução de comprimentos de onda mais curtos do que o que o interferômetro de telescópio muito grande ou o telescópio extremamente grande europeu detectam, no UV próximo, diminuem repentinamente para um fator de mil.

Isto é obviamente devido às propriedades da atmosfera da Terra. Mas grandes telescópios espaciais como o JWST e o WFIRST preencherão a lacuna no infravermelho distante. Por que não existem telescópios espaciais tão ambiciosos planejados para raios UV e comprimentos de onda mais curtos? (Ou o corte repentino nesse diagrama é enganoso?)

É porque é mais difícil, mesmo de observatórios no espaço, ou porque a resolução angular dos raios UV e comprimentos de onda mais curtos são de menor valor científico?

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LocalFluff
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Respostas:

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λ/D, portanto, para obter uma resolução equivalente a um telescópio óptico, um telescópio UV pode ser menor. No entanto, você também precisa ter ópticas que são boas para uma pequena fração de comprimento de onda, muito melhor que o visível / IR. Em comprimentos de onda ainda mais curtos, a "ótica" convencional não funciona porque os fótons são absorvidos e você passa para as tecnologias de incidência de pastejo dos telescópios de raios X, que é um jogo totalmente diferente e muito mais difícil de obter uma determinada resolução angular.

Dado tudo isso, nos anos 80/90, acho que foi tomada uma decisão sobre a faixa de comprimento de onda a ser coberta pelo sucessor do HST (ou seja, JWST a um custo de aproximadamente 10 bilhões de dólares). A verdadeira razão pela qual nenhum grande sucessor de UV O HST ou IUE está pronto para ir agora é simplesmente que se considera que as prioridades científicas mais importantes são alcançáveis ​​em comprimentos de onda próximos e médios do infravermelho. São eles: observar o universo de alto desvio para o vermelho (essencialmente nenhuma luz UV é detectada das galáxias além de um desvio para o vermelho 3), observar a formação de estrelas e planetas (principalmente em ambientes empoeirados onde a luz UV não pode emergir e discos protoplanetários emitem principalmente em comprimentos de onda IR) e ciência exoplanetária (os planetas são mais frios que as estrelas e emitem principalmente no IR).

Portanto, não creio que exista qualquer impedimento tecnológico para um grande telescópio UV (pelo menos o equivalente ao JWST), ele se resume apenas às prioridades científicas.

Rob Jeffries
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A interferometria é mais difícil em comprimentos de onda mais curtos, especialmente no espaço, isso é um fator? E existe uma fronteira de interferometria sendo empurrada em direção aos UV pelo desenvolvimento tecnológico?
LocalFluff
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@LocalFluff Existem alguns interferômetros ópticos de pequena escala, mas nada nos comprimentos de onda UV. Sim, fica muito mais difícil em comprimentos de onda mais curtos, porque o problema da metrologia se torna muito mais difícil.
Rob Jeffries
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Você está certo, pois a queda acentuada é simplesmente porque existem muito poucos telescópios principais planejados operando na faixa de UV, enquanto há um número substancial planejado na faixa de infravermelho. Como mencionei na minha resposta, CHARA e o EELT , dois dos principais projetos infravermelhos / visíveis planejados, usarão nova tecnologia de óptica adaptativa, tornando-os muito superiores aos telescópios anteriores - mesmo que baseados em terra.

μ

Se ATLAST ou um projeto semelhante for realizado, a resolução angular nos comprimentos de onda UV poderá ser da ordem de 0,1 arco-segundos ou, esperançosamente, menor. Isso corresponderia e depois venceria o Hubble. Mas as estimativas iniciais apontam o custo de US $ 4,5 bilhões para a versão de 8 metros, e o Hubble e outros telescópios espaciais foram afetados por aumentos imprevisíveis de custos. Podem ser necessários passos menores antes de chegarmos a 8 metros e certamente antes de chegarmos perto de 16. Isso vai demorar um pouco, provavelmente daqui a uma década ou mais.

Referências

HDE 226868
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Mas um telescópio de infravermelho precisa de um super resfriamento pesado para observar qualquer coisa, menos ele próprio. Suponho que um telescópio UV não precisaria tanto disso. Até agora, os telescópios espaciais de comprimento de onda curto tinham aberturas bastante pequenas. Chandra tem cerca de um metro, certo? Um telescópio UV do tamanho de Hubble não funcionaria? (E acho incrível que qualquer COISA possa custar US $ 4,5 bilhões. É como em uma saga o que os duendes em suas cavernas exigem do imperador para criar sua coroa de ouro e diamantes roubados do diabo. " espelhos retrovisores nos céus, nos diga o que as peles escuridão ")!
LocalFluff
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@LocalFluff Isso não é mais o caso - especialmente em órbita com um bom escudo solar. E construir e alinhar a óptica de um osciloscópio UV é muito difícil, simplesmente porque o comprimento de onda é 2 a 5x menor do que para o infravermelho próximo, e as superfícies precisam ser lisas para uma fração do lambda.
102416 Carl Witthoft
@LocalFluff Praticamente o que Carl disse.
HDE 226868