График наилучшего доступного разрешения в зависимости от длины волны - радио через гамма-лучи?

Немного поискав, я нашел эту страницу блога , на которой есть несколько графиков о различных обсерваториях, в том числе и этот:

^{Изображение предоставлено Олафом Фроном в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 .}

Большинство из них находятся в космосе, хотя радиотелескопы в основном наземные. Они охватывают существующие и будущие телескопы в диапазоне энергий от спектра гамма-излучения до радиоволн. Вы также правы, полагая, что адаптивная оптика может привести к резкому увеличению углового разрешения; CHARA и Европейский сверхбольшой телескоп используют адаптивную оптику и на самом деле могут иметь лучшее угловое разрешение, чем некоторые космические телескопы.

Я аннотировал график, чтобы выделить зеленым цветом наименьшее угловое разрешение на различных длинах волн:

Обратите внимание, что большинство линий в радио-, микроволновом и инфракрасном диапазонах спектра диагональны и имеют примерно одинаковый наклон. Это потому, что они ограничены дифракцией . В случае с радиоволнами это связано с тем, что атмосфера оказывает незначительное влияние. В случае космических телескопов инфракрасного и видимого диапазонов волн — и вообще космических телескопов — главное, что их останавливает, — это дифракционный предел.

Дифракционный предел равен

$$d=\frac{\lambda}{2n\sin\theta}$$ куда $\lambda$длина волны и $n\sin\theta$- числовая апертура . На логарифмическом графике, таком как приведенный выше, мы имеем $$\log d=\log\lambda-\log(2n\sin\theta)$$ и $$\frac{\mathrm{d}\log d}{\mathrm{d}\log\lambda}=1$$ для всех телескопов, ограниченных уравнением. Таким образом, телескопы, ограниченные этим пределом, должны быть описаны диагональной линией с наклоном 1 (-1 на этом графике).