【天体観測】宇宙にある天体はどうやって観測しているのか ~天体望遠鏡のしくみ~

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宇宙には様々な天体やそれを取り囲む銀河が発見されており、それが当たり前として人類の知識となっていますが、では、その天体などはどのようして観測されたのでしょうか。



宇宙の観測には天体望遠鏡が欠かせない

天体望遠鏡とは、遠方にある天体を観測するための装置であり、肉眼で見るだけではなく、天体が放出する電波を観測する電波望遠鏡や、赤外線を観測する赤外線望遠鏡などさまざまなものが含まれています。

惑星の発見に使われているのは昔から使われている、可視光で天体を観測する光学式望遠鏡です。

ここでは、この光学式望遠鏡の仕組みをお伝えします。

世界初の望遠鏡を作ったのはメガネ屋職人

世界初の望遠鏡は、1608年にオランダのメガネ屋職人が発明したと言われています。

その年の夏、とあるメガネ屋さんに凸レンズと凹レンズの注文が入り、後日、注文したレンズを取りに来たお客さんが1枚を左手に、1枚を右手に持ち、レンズを重ねて見たそうです。

お客さんが帰った後、まねをしてみたメガネ屋職人は、景色が拡大されて見える事を知りました。

メガネ屋職人の名は、ハンス・リッペルハイといい、現在では、望遠鏡の発明者として名が伝わっていますが、お客さんの名前は知られていません。

おそらく、そのお客さんも望遠鏡の原理を知っていたのでしょうね。

ガリレイも望遠鏡を作った

その後、オランダで遠くの景色を拡大して見る事が出来る装置が発明されたことを聞いたガリレオ・ガリレイは、すぐさま自分で望遠鏡を作り、太陽の黒点や月面がデコボコであることや、さらには木星の衛星を発見しました。

その後、ベニスの貴族に、戦争の道具として望遠鏡を売りつけるのでした。

そのこともあり、ガリレイはパドバ大学の教授の職をもらい、年俸は2倍に膨れ上がったと言います。

光学式望遠鏡のしくみ

光学式望遠鏡は、大きくわけると屈折式と反射式の2種類があります。

[ 屈折望遠鏡 ]
筒の両端に対物レンズと接眼レンズを取り付け、拡大して見る仕組みです。

凸レンズを対物レンズに、凹レンズを接眼レンズとして使用するガリレオ式と、両方に凸レンズを使用するケプラー式があります。

ケプラー式は、倍率を上げやすい反面、像が倒立する(逆さまになる)という特徴があります。

一方のガリレオ式では、高倍率を得にくいが、像は正立(肉眼でみるのと同じ)という特徴があります。

現在市販されている屈折望遠鏡の多くは、ケプラー式です。ガリレオ式望遠鏡の仕組みは、オペラグラスに採用されています。

[ 反射望遠鏡 ]
筒の底に凹面鏡(主鏡)を取り付け、筒の頭を星に向けます。

主鏡に星の光を集めて反射させ、その光を筒の中に取り付けた副鏡でさらに反射して、その光を接眼レンズで見ます。

主鏡の形と副鏡の取り付け方によって、さまざまな種類がありますが、代表的なニュートン式反射望遠鏡の仕組みは図のようになっています。

反射望遠鏡は、主鏡を大きくすることで倍率を高めやすく、暗い星でも見えるようになるというメリットがあります。

天文台などに設置されている大きな天体望遠鏡は、ほとんどが反射望遠鏡です。

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