Kırıcı ve yansıtıcı teleskop

Kırıcı (refraktör) teleskop ışığı bir mercekle kırarak odaklar; yansıtıcı (reflektör) teleskop ise ışığı kavisli bir aynayla toplar. İki tasarım aynı işi görür, ama büyüdükçe farklı mühendislik sorunlarıyla karşılaşırlar. Bu yüzden bugün büyük araştırma teleskoplarının neredeyse hepsi yansıtıcıdır.

Nasıl işler?

Kırıcı teleskopta öndeki büyük mercek (objektif) gelen ışığı kırarak bir odak noktasında toplar; arkadaki küçük mercek (oküler) bu görüntüyü büyütür. Tüp kapalıdır, ışık yolu düz ve bakım gerektirmez; bu yüzden küçük, taşınabilir aletlerde hâlâ yaygındır.

Ancak cam, farklı renkleri farklı açılarla kırar. Bu yüzden mavi ve kırmızı ışık aynı odakta buluşmaz; parlak cisimlerin çevresinde renkli bir hale oluşur. Buna renk sapması denir. İki ya da üç mercekli (akromatik, apokromatik) tasarımlar sorunu azaltır ama pahalıdır. Ayrıca merceğe yalnızca kenarlarından destek verilebilir. Çok büyük bir cam yerçekimi altında kendi ağırlığıyla sarkar ve görüntü bozulur. Cam ayrıca ışığın bir kısmını soğurur.

Yansıtıcı teleskopta ışık, tüpün dibindeki içbükey bir aynadan yansıyarak odağa gider. Yansımada ışığın rengi fark etmez, dolayısıyla renk sapması yoktur. Ayna yalnızca arka yüzünden desteklendiği için çok büyük yapılabilir ve arkadan sayısız noktayla tutulabilir. Odak noktasındaki görüntüyü yakalamak için küçük bir ikinci ayna kullanılır. Newton düzeninde bu ayna ışığı tüpün yan tarafına gönderir. Cassegrain düzeninde ise ışık ana aynanın ortasındaki delikten geçerek arkaya çıkar.

Örnekler

• Wisconsin'deki Yerkes Gözlemevi'nin 102 santimetrelik (40 inç) kırıcı teleskobu 1897'de tamamlandı ve hâlâ dünyanın en büyük kırıcısıdır.
• Kaliforniya'daki Lick Gözlemevi'nin 91 santimetrelik (36 inç) kırıcısı 1888'de tamamlandı.
• Palomar'daki 5,1 metrelik (200 inç) Hale Teleskobu 1949'dan itibaren bir yansıtıcının ne kadar büyüyebileceğini gösterdi.
• Hubble Uzay Teleskobu, 2,4 metrelik aynasıyla Cassegrain türünde bir yansıtıcıdır.
• James Webb Uzay Teleskobu, 18 altıgen berilyum segmentten oluşan 6,5 metrelik bir aynayı kullanır.

Tarihçe

İlk teleskoplar 17. yüzyılın başında mercekle yapıldı. Galileo'nun aletleri kırıcıydı. 1668'de Isaac Newton ilk çalışan yansıtıcı teleskobunu inşa etti; amacı renk sapmasından kurtulmaktı. Sonraki yüzyıllarda ayna gümüş kaplamalı camdan yapılmaya başlandı, 1800'lerin sonunda büyük kırıcılar rekabet etti. Kırıcıların boyut sınırına Yerkes'te ulaşıldı; yirminci yüzyıl yansıtıcıların çağı oldu.

Günümüzde birçok teleskop, kırıcı ve yansıtıcı tasarımın bir karışımı olan katadioptrik tasarımları da kullanır (Schmidt-Cassegrain gibi). Bunlar hem aynayı hem de ince bir düzeltici mercek kullanır, böylece kısa ve kompakt tüplerde geniş görüş alanı sağlar.

Neden önemli?

Büyük bir yansıtıcının yapılabilmesi, gökbilimin sönük ve uzak cisimlere ulaşmasını sağladı. Evrenin genişlediğinin anlaşılması, Mount Wilson'daki 2,5 metrelik Hooker yansıtıcısıyla Edwin Hubble'ın 1920'lerdeki gözlemleri sayesinde mümkün oldu. Bugün 8-10 metrelik aynalar ve yeni nesil 30-40 metrelik devler bu çizgiyi sürdürüyor.

Hangisi ne zaman?

Küçük açıklıklarda kırıcılar tüp içinde hava akımı sorunu yaşamadığı ve hizalama gerektirmediği için bakımsızdır, gezegen ve çift yıldız gözlemi için sevilir. Ancak aynı fiyata yansıtıcılar çok daha büyük açıklık sunar, bu da sönük gökada ve bulutsuları gözlemek isteyenler için belirleyicidir. Yansıtıcıların bakımı için ara sıra ayna hizalaması (kolimasyon) gerekir; bu, öğrenilmesi kolay bir işlemdir. Ayna yüzeyi zamanla kirlenir ve yeniden kaplanması gerekebilir. Profesyonel gözlemevlerinde ise tercih nettir: ağırlık ve cam kusuru sınırlarını aşmanın yolu yalnızca aynadır.

İlgili terimler

• Teleskop
• Renk sapması
• Cassegrain teleskobu
• Uzay teleskobu
• Uyarlanabilir optik