Get best of the week

Penerapan pembesaran dalam teleskop astronomi

Pembesaran adalah parameter teleskop yang paling banyak disalahpahami, dan tidak hanya oleh pemula. Pengguna teleskop baru sering berasumsi bahwa perbesaran yang lebih besar memberikan hasil yang lebih baik. Tetapi mereka dengan cepat menemukan bahwa ini jarang terjadi, dan bahkan sebaliknya, pembesaran yang lebih rendah hampir selalu memberikan gambar yang lebih baik.

gambar

Pengamatan planet, Sochi, 600 meter di atas permukaan laut. (Foto: K. Radchenko)

Mengapa peningkatan besar tidak selalu baik?


Ada beberapa alasan mengapa kenaikan besar mungkin tidak disukai. Asumsi biasa dari para astronom amatir baru adalah bahwa karena kita mencoba mengamati benda-benda yang sangat jauh, kami ingin memperbesarnya sedikit untuk mendekatkan mereka. Tetapi sebagian besar objek di langit malam, meskipun fakta bahwa mereka sangat jauh, tampak sangat besar. Sebagai contoh, Nebula Orion terlihat lebih dari dua kali ukuran bulan purnama, dan galaksi Andromeda terlihat enam kali lebih besar. Meskipun Andromeda adalah 70 triliun kali lebih jauh dari bulan, itu juga 420 triliun kali lebih besar dari teman kita! Pembesaran besar memberikan bidang pandang kecil, yang berarti bahwa benda besar mungkin tidak cocok dengan bidang pandang teleskop.

gambar
Pandangan galaksi Andromeda: di sebelah kanan, pada perbesaran yang lebih besar, tetapi seluruh galaksi Andromeda hanya dapat dilihat dalam mode multiplisitas rendah - di sebelah kiri.

Alasan lain mengapa perbesaran tidak harus sangat meningkat adalah karena kecerahan gambar. Hukum fisika yang gagal mengatakan bahwa ketika perbesaran berlipat ganda, gambar menjadi empat kali lebih terang. Kebanyakan benda langit sangat lemah, sehingga membuatnya lebih redup dari yang diperlukan tidak dianjurkan. Inilah sebabnya mengapa hal terpenting dalam teleskop adalah aperture (diameter lensa), bukan pembesaran. Kecerahan adalah kunci pengamatan astronomi.

gambar
Gambar Orion nebula: diperbesar di sebelah kanan, tetapi juga lebih redup daripada di perbesaran rendah - di sebelah kiri

Beberapa objek, bagaimanapun, kecil dan cerah dan karenanya dapat menahan pembesaran besar. Planet hanya termasuk dalam kategori ini. Jupiter, meskipun merupakan planet terbesar di tata surya kita, cukup jauh (644 juta km), dan terlihat sebagai 1/36 dari ukuran bulan purnama. Namun, Jupiter lebih terang dari bintang mana pun di langit. Peningkatan besar seperti itu bekerja dengan baik di Jupiter, Saturnus, Mars, dan benda-benda terang lainnya seperti Bulan.

Seberapa banyak?


Jadi mengapa tidak menambah Jupiter sebanyak yang kita inginkan? Jika dia terlihat lebih baik di tahun 200an daripada di tahun 50an, bukankah seharusnya dia terlihat lebih baik di tahun 600an atau 1000an? Tidak, dan ada dua alasan mengapa.

Yang pertama terhubung dengan teleskop itu sendiri. Kecerahan objek tergantung pada ukuran teleskop dan perbesaran. Semakin banyak cahaya yang dapat Anda kumpulkan (semakin besar area lensa, yang tergantung pada diameternya), semakin Anda dapat meningkatkan pembesaran instrumen sebelum gambar menjadi terlalu redup. Selain itu, resolusi, atau detail terkecil yang bisa dilihat, juga tergantung pada ukuran diameter lensa. Ini berarti bahwa ada batas teoritis atas seberapa banyak teleskop dapat meningkat sebelum gambar menjadi pudar dan terlalu buram. Ini ditentukan oleh persamaan yang sangat sederhana:

Pembesaran teleskop maksimum = D x 2
D - diameter lensa dalam mm

Misalnya, teleskop 75mm memiliki perbesaran teoritis maksimum 150x. Teleskop 150mm dapat memperbesar 300 kali dan teleskop 200mm 400 kali. Namun, ini benar-benar maksimum teoretis, karena teleskop itu sendiri bukanlah faktor pembatas utama.

Faktor pembatas yang biasa pada perbesaran maksimum adalah atmosfer Bumi. Karena kita harus melihat melalui atmosfer untuk melihat sesuatu di ruang angkasa, semakin kita meningkatkan objek langit yang kita lihat, semakin kita meningkatkan dampak negatif atmosfer. Dan jika suasananya turbulen, turbulensi ini akan cenderung mengaburkan gambar. Stabilitas atmosfer disebut kondisi pengamatan. Saat visibilitas baik, suasananya stabil dan gambar terlihat sangat jernih. Ketika visibilitas buruk, suasananya sangat bergejolak dan gambar tampak buram. Dalam malam dengan visibilitas yang buruk, bahkan teleskop yang baik tidak dapat memberikan detail lebih banyak dalam gambar.

gambar
Jupiter dalam kondisi visibilitas yang sangat baik

gambar
Jupiter dalam kondisi visibilitas yang buruk

Batas atas nyata perbesaran, tidak peduli seberapa besar teleskop, rata-rata sekitar 250x - 300x per malam. Pada malam yang buruk, Anda tidak dapat melebihi 100-150x. Harap dicatat bahwa kondisi pengamatan dan transparansi (kemurnian atmosfer) tidak sama. Seringkali sangat gelap, malam yang cerah akan memiliki kondisi visibilitas yang buruk, sedangkan malam berkabut dengan transparansi rendah sering memberikan visibilitas yang sangat baik. Ini disebabkan oleh fakta bahwa di lapisan atas atmosfer, aliran pusaran, merusak gambar, mereda.

Nah, jika terlalu banyak yang buruk, bagaimana dengan perbesaran rendah?

Perbesaran yang lebih rendah menghasilkan bidang pandang yang lebih luas dan gambar yang lebih cerah. Namun, sama seperti ada peningkatan yang terlalu besar, ada juga peningkatan minimal. Pembesaran minimum ditentukan oleh siswa yang keluar dari sistem teleskop. Murid keluar adalah diameter sinar yang muncul dari lensa mata. Semakin besar sinarnya, semakin terang gambarnya. Paling tidak sampai diameter pupil yang keluar dari teleskop tidak melebihi diameter pupil mata pengamat.

gambar
Ukuran yang berbeda dari murid keluar. Murid keluar besar di sebelah kanan lebih lebar daripada murid mata pengamat.

Jika pupil keluar lebih lebar dari pupil mata pengamat, kecerahan gambar menghilang. Efeknya persis sama dengan membatasi bukaan teleskop (bukaan). Ukuran murid pengamat tergantung pada apakah pengamat disesuaikan dengan gelap dan berapa umurnya (ukuran murid maksimum berkurang seiring bertambahnya usia). Murid khas yang beradaptasi dengan gelap berdiameter 7 mm. Mata pengamat yang lebih tua hanya bisa membuka 5 atau 6 mm. Dengan asumsi ukuran standar pupil manusia dalam gelap adalah 7 mm, ada persamaan sederhana untuk perbesaran minimum: Pembesaran

minimum yang bermanfaat = D / 7
D - diameter lensa dalam mm

Pembesaran optimal


Masalah kedua adalah bahwa mengurangi perbesaran mengurangi skala dan detail gambar. Resolusi terbaik mata manusia dicapai dengan menggunakan diameter yang lebih kecil dari pupil keluar instrumen. Eksperimen pengamatan biasanya menemukan bahwa untuk mengamati objek luar angkasa gambar terbaik dapat dilihat dengan murid keluar dari 2 mm hingga 3 mm. Ini akan menjadi peningkatan 35-50 kali pada teleskop 100mm, 70-100x pada 200mm dan 120-175x pada 350mm. Pembesaran yang lebih rendah mungkin diperlukan untuk menutupi seluruh objek besar dalam satu bidang pandang. Tetapi ketika Anda mencoba mengamati detail kecil di galaksi, atau nebula, atau dalam gugusan bintang bulat, pembesaran rata-rata mungkin ideal.

Untuk melihat planet-planet, Anda dapat menggunakan multiplisitas yang lebih tinggi. Tentu saja, setiap objek, teleskop, dan pengamat adalah unik, sehingga pembesaran tertentu mungkin lebih baik untuk kombinasi tertentu. Sebagian besar astronom memiliki tiga eyepieces - satu besar, satu sedang dan satu rendah - untuk menutupi berbagai kondisi pengamatan. Biasanya mereka berkisar dari 50x hingga 250x, karena mencakup semuanya dari bidang yang luas hingga multiplisitas tinggi. Peningkatan besar mungkin berguna untuk malam yang hebat, tetapi kemungkinan besar itu akan menjadi lensa mata yang jarang digunakan. Lebih sedikit daya mungkin berguna untuk bidang pandang yang lebih luas.

Lihatlah kalkulator pembesaran untuk menentukan perbesaran kombinasi lensa mata dan teleskop.

Semoga artikel ini bermanfaat bagi seseorang!
Semua langit cerah dan pengamatan sukses!

Konstantin Radchenko, pemimpin redaksi grup Astronomi Terbuka .

More articles:


All Articles