У этого телескопа только 4 лепестковая апертура?

Я просто смотрел на изображение из проекта NASA APOD.

антенны

Я заметил, что звездообразования прямо горизонтальные и вертикальные. Если я правильно помню, на моей DSLR я получаю один «луч» на лезвие. Значит ли это, что у телескопа «Хаббл» или у телескопа Subaru NAOJ просто 4-лепестковая апертура?

Если нет, то что еще может вызвать такой взрыв?

Что бы это ни стоило, больше технической информации об этом изображении на astrobin.com/293303 (полное астрономических вещей, которые я не понимаю, поэтому просто дам ссылку...)

Ответы (2)

То, что вы видите, не является результатом апертуры диафрагмы, как в камере. Четырехточечные дифракционные всплески в телескопе вызваны четырьмя распорками, удерживающими отражатель в зеркальном телескопе. На этой диаграмме из статьи Википедии о дифракционном шипе показана дифракционная картина (ниже), созданная соответствующей распоркой (вверху):

Сравнение картин дифракционных всплесков различных конструкций распорок
Сравнение дифракционных картин различных распорок , Cmglee , Wikimedia Commons. CC BY-SA 3.0

Изображение в вашем вопросе состоит из нескольких изображений и данных, полученных с телескопа Subaru на Гавайях и космического телескопа Хаббла . Интересно, что Subaru Telescope имеет 4 стойки, но они не разнесены на 90°. Однако на этом составном изображении вполне вероятно, что данные о ярких звездах были получены с «Хаббла».

Конфигурация опорного зеркала Хаббла с 4 стойками известна тем, что генерировала длинные узкие дифракционные всплески на ярких звездах. Из часто задаваемых вопросов Хаббла :

Почему звезды имеют крестообразное искажение на большинстве изображений Хаббла? Почему галактики нет?

Крестообразная форма, видимая на ярких объектах (таких как звезды) на изображениях Хаббла, представляет собой форму искажения, которая видна во всех телескопах, использующих зеркало, а не линзу для фокусировки световых лучей. Кресты, известные как дифракционные всплески, возникают из-за того, что путь света слегка нарушается, когда он проходит через крестообразные распорки, поддерживающие вторичное зеркало телескопа.

Это заметно только для ярких объектов, где много света сосредоточено в одном месте, например, звезд. Более темные, более рассредоточенные объекты, такие как туманности или галактики, не показывают видимых уровней этого искажения.


В своем вопросе вы сказали,

Если я правильно помню, на моей DSLR я получаю один «луч» на лезвие.

Если под «лучом» вы подразумеваете одну линию от центра звезды наружу, то нет. Вы получаете два на лезвие. Вы получаете горизонтально противоположные «лучи» от каждого края апертуры.

Обратите внимание на приведенную выше диаграмму из Википедии, что нет никакой разницы в количестве лучей между одинарной и двойной стойками. Точно так же нет разницы в количестве лучей между 2-стоечным (элл), 3-стоечным (тройником) и 4-стоечным расположением (3-5-е расположение): есть 4 луча.

В этих случаях из-за наличия краев в апертуре, противоположных на 180°, половина генерируемых лучей накладывается друг на друга.

Но в конфигурации с тремя стойками («Y») в крайнем правом углу ни одна стойка не находится в оппозиции на 180 °, поэтому вы можете ясно видеть шесть сгенерированных лучей, по два от каждой стойки.

Из той же статьи в Википедии на этой диаграмме показаны дифракционные всплески, создаваемые апертурой диафрагмы с некруглыми лепестками:

Сравнение дифракционных пиков для апертур разной формы и количества лепестков
Сравнение дифракционных всплесков для апертур разной формы и количества лепестков , Cmglee , Wikimedia Commons. CC BY-SA 3.0

В целом апертура из N лепестков создаст:

  • N -точечные звезды, если N четно;
  • 2* N -точечные звезды, если N нечетно.

Вот почему объективы DLSR с 7 и 9 лепестками диафрагмы создают красивые 14- и 18-точечные солнечные всплески при малых значениях диафрагмы.

Фантастический ответ, и именно то, что я искал. Я не смог найти ни одного из снимков солнечных лучей, которые я сделал, и я знал, что одно очко на лезвие не имеет смысла. Отличное объяснение
Возможно, глупый и не по теме вопрос: будет ли эффект даже при использовании спиральных стоек?
@HagenvonEitzen вовсе не глуп, интересная мысль. Но нет, не будет. Посмотрите на 6-лепестковую изогнутую диафрагму (2-я справа, нижняя диаграмма в моем ответе). Обратите внимание на эффект изогнутых лезвий (т. е. изогнутых краев ) на дифракционную картину. Он распространяет лучи, «размазывая» их. Подобная расплывчатая дифракция кажется нашему глазу потерей резкости или нечеткостью. Для изображений глубокого неба легче иметь дело с красивыми чистыми дифракционными всплесками (очистить или удалить, если это необходимо), чем с расплывчатой ​​нечеткостью.
@HagenvonEitzen Кроме того, кратчайшее расстояние между двумя точками — прямая линия. Изогнутый путь по определению длиннее. Более длинные стойки занимают немного большую площадь проема. А диафрагма — это площадь и ее максимизация. Теперь, чтобы быть справедливым, это, вероятно, оказывает незначительное влияние на число диафрагмы (намного меньше в десятичных разрядах). Рассеянная дифракция оказывает гораздо большее влияние на изображение.
@HagenvonEitzen Есть компании, продающие держатели изогнутых лезвий для вторичных зеркал в телескопах. Однако на самом деле они предназначены только для визуального использования, потому что, хотя мазки, которые они делают, обычно слишком тусклые, чтобы их можно было увидеть, как указал Скоттбб, общее количество света, которое дифрагирует в неправильное место, выше, и камера / и т. Д. Сенсор уловит его. вверх. AIUI, в отличие от изогнутых лопастей на изображении выше, изогнутые лопатки-пауки на 90* размазывают дифракцию в виде ореола вместо широких шипов.
@DanNeely Я думал, что видел изогнутые лопатки паука. Я просто не мог понять это. Отличный комментарий.
Возможно, когда-нибудь появится космический телескоп с магнитным позиционированием зеркала. В условиях микрогравитации это вполне возможно; просто нужен какой-то захват, который удерживает его на месте, когда бустеры активны.
@jpa вы, вероятно, могли бы сделать это с помощью сильных электромагнитов даже на Земле, но тогда вам, я думаю, придется иметь дело с влиянием магнитов на свет. Наверняка электромагнитные помехи на всех этих чувствительных приборах. В общем, проще с шипами разобраться :)
@WayneWerner Конечно. Вычислительная мощность и обработка изображений дешевы и постоянно совершенствуются. Но запуск тяжелых движущихся частей в космос (магниты и катушки просто плотные ) нарушает два больших запрета космических технологий: сложность, которая не служит абсолютной необходимости (означает , что все сломается); и много мертвой массы ( очень дорого запускать).
@jpa даже на земле я сомневаюсь, что это когда-либо произойдет. Хотя это может не стоить 10-50 тысяч долларов за кг, дополнительный вес вдали от точки баланса требует более дорогого крепления для хорошей работы. Сильные магниты рядом с тем местом, где вы собираетесь класть руки и лицо/окуляры или камеру, могут стать причиной всевозможных «интересных» происшествий. Наиболее серьезно, хотя режим отказа для того, чтобы что-то пошло не так (включая нажатие на вторичный элемент, чтобы увидеть, как он возвращается на место), включает в себя создание действительно дорогих осколков стекла.
Наконец, телескопы Шмидта/Максутова Кассегрена или ньютоновские телескопы уже предлагают возможность просмотра без всплесков дифференциации за счет установки вторичного зеркала на кусок стекла с полной апертурой.

Отличный ответ @scottbb тщательный. Для научного анализа изображений Хаббла необходимо учитывать все аберрации, дифракцию и пикселизацию. Об этом есть хорошая статья: 20 лет оптического моделирования космического телескопа Хаббла с использованием Tiny Tim (платный доступ, также доступен здесь и см. эту страницу ).

введите описание изображения здесь

введите описание изображения здесь

введите описание изображения здесь