อุปกรณ์ทางดาราศาสตร์

ภาพสเปกโทรกราฟ Harps
Credit: ESOสเปกโตรกราฟเป็นอุปกรณ์ทางดาราศาสตร์ที่มีความซับซ้อนโดยทำหน้าที่แยกความยาวคลื่นของแสงไปยังทิศทางที่แตกต่างกันหรือที่เรียกว่า“สเปกตรัม”

การศึกษาแถบสเปกตรัมของวัตถุเป็นประโยชน์อย่างยิ่งต่อนักดาราศาสตร์ในการอธิบายฟิสิกส์ของวัตถุเช่นการวัดค่าอุณหภูมิของดาวฤกษ์หรือการบอกความแตกต่างขององค์ประกอบทางเคมีจากแถบในแต่ละช่วงความยาวคลื่น

สเปกโตรกราฟเป็นอุปกรณ์ที่มีความซับซ้อนสูงสร้างขึ้นจากชิ้นส่วนที่สำคัญหลายชิ้นเช่นกระจกปริซึมหลอดตระเกียงภายในและอุปกรณ์ตรวจวัดCCD ซึ่งข้อมูลที่ได้จะออกมาเป็นข้อมูลภาพและถูกสังเคราะห์โดยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ต่อไป

แผ่นกรองแสงที่ใช้งานกับกล้องลิเวอร์พูล
Credit: LTอุปกรณ์ทางดาราศาสตร์ส่วนใหญ่จะทำการบันทึกความสว่างและความเข้มแสงของวัตถุท้องฟ้าแต่การจำแนกสีของวัตถุจะทำให้นักดาราศาสตร์ทราบรายละเอียดต่างๆมากยิ่งขึ้นเช่นดาวฤกษ์สีฟ้าที่มีอุณหภูมิสูงมักมีขนาดและความสว่างที่มากกว่าดาวฤกษ์สีแดงเป็นต้น

ดังนั้นในการจำแนกสีของวัตถุนักดาราศาสตร์จะใช้แผ่นแก้วกรองแสงที่จะยอมให้แสงทะลุผ่านในช่วงความยาวคลื่นเฉพาะค่าหนึ่งซึ่งช่วงในการทำนายสีของวัตถุจากความแตกต่างของภาพถ่ายจากแผ่นกรองแสงต่างชนิดกันเช่นแสงจากดาวสีน้ำเงินจะทะลุผ่านแผ่นกรองแสงสีฟ้ามากกว่าแผ่นสีแดง

ในกล้องโทรทรรศน์สำหรับงานวิจัยจะติดตั้งแผ่นกรองแสงที่ยอมให้แสงทะลุผ่านที่ช่วงความยาวคลื่นที่เฉพาะเจาะจงเป็นพิเศษทำให้ข้อมูลที่ได้จากกล้องโทรทรรศน์ต่างชนิดกันสามารถนำมาใช้เปรียบเทียบและศึกษาเพื่อใช้ในงานวิจัยร่วมกันได้

ตัวอย่างแผ่นกรองแสง

• R : แผ่นกรองแสงในช่วงความยาวคลื่นแสงสีแดงถูกใช้บ่อยเพื่อใช้ศึกษาดาวที่มีอุณหภูมิต่ำ
• V : แผ่นกรองแสงในช่วงความยาวคลื่นที่ตามองเห็นได้จะยอมให้แสงในปริมาณที่เหมือนกับที่ตามองเห็น
• B : แผ่นกรองแสงในช่วงความยาวคลื่นแสงทีฟ้า ถูกใช้เพื่อศึกษาวัตถุที่มาอุณหภูมิสูง

Ha หรือไฮโดรเจนแอลฟา: แผ่นกรองแสงที่ยอมให้ค่าความยาวคลื่นค่าหนึ่งในช่วงแสงสีแดงทะลุผ่านแหล่งกำเนิดแสงในช่วงคลื่นนี้มักเกิดจากธาตุไฮโดนเจนที่มีความอุณหภูมิสูงซึ่งมีความสำคัญมากต่อการศึกษาทางดาราศาสตร์เนื่องจากปริมาณธาตุส่วนใหญ่ในเอกภพประกอบคือธาตุไฮโดรเจนทำให้เป็นผลดีต่อการศึกษาและค้นหากลุ่มก๊าซขนาดใหญ่ในอวกาศ

ลักษณะแผ่นซีซีดี
Credit: Wikimedia user Sphlกล้องถ่ายภาพซีซีดีคือกล้องถ่ายภาพความไวแสงสูงที่สร้างขึ้นจากอุปกรณ์CCD : Charge-Couple Device ซึ่งลักษณะเป็นแผ่นเซนเซอร์ทำหน้าที่จับโฟตอนของแสงที่กระทบพื้นผิวในละพิกเซลและแปลงสัญญาณแสงที่บันทึกได้ออกมาเป็นสัญญาณภาพ

นอกจากนี้กล้องถ่ายภาพซีซีดียังสามารถแปลงสัญญาณแสงที่ได้รับออกเป็นสัญญาณภาพดิจิตอล(digital image) ซึ่งง่ายและสะดวกต่อนักดาราศาสตร์ในการส่งข้อมูลจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งด้วยอินเตอร์เนตไร้สายและทำการแปลงข้อมูลที่ได้รับมาเป็นสัญญาณภาพด้วยซอฟแวร์ทางดาราศาสตร์

ถึงแม้แผ่นอิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กภายในกล้องถ่ายภาพซีซีดีจะเป็นอุปกรณ์เดียวกันกับที่ใช้ในกล้องถ่ายวีดีโอและกล้องถ่ายภาพดิจิดอลขนาดเล็กแต่การใช้งานทางดาราศาสตร์ภายในกล้องถ่ายภาพซีซีดีจะถูกลดอุณหภูมิลงให้ต่ำมากๆโดยทั่วไปอยู่ที่ประมาณ-100องศาเพื่อให้อุปกรณ์ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด

เนื่องจากซีซีดีทำหน้าดักจับสัญญาณแสงที่ตกกระทบเข้ามาทำให้ภาพที่ได้จากกล้องถ่ายภาพซีซีดีจะเป็นลักษณะของภาพขาว-ดำและนำไปใช้ศึกษาความสว่างของวัตถุแต่สำหรับการศึกษาความสัมพันธ์ของสีและอุณหภูมินักดาราศาสตร์จะนำแผ่นกรองแสงมาช่วยในการถ่ายภาพซึ่งจะกล่าวถึงในหัวข้อถัดไป