ВЪВЕДЕНИЕ

Астрономическа обсерватория се нарича всяка инфраструктура, която съдържа телескопи и поддържащ набор от инструменти, с които се наблюдават небесните тела. Те могат да се разделят на различни видове в зависимост от това коя част на електромагнитния спектър е основна цел на провежданите изследвания. Най-голям брой са оптичните обсерватории, т.е. тези, които изследват главно видимата с човешко око светлина от небесните тела. Други наземни обсерватории са предназначени за изследване на космически радиовълни. Има и космически обсерватории, по-голямата част от които имат специални телескопи и детектори за изследване на космически източници на излъчване, което не достига до земната повърхност като високоенергетичните гама и ренгенови лъчи и по- ниско енергетичните инфрачервени лъчи. Съществуват и подземни/подводни обсерватории, които се стремят да регистрират още по-екзотични видове частици и лъчение. В тази тема описваме различните видове астрономически обсерватории, като сме приложили изображения на различни обсерватории. Предлагаме и практически упражнения за ученици от различни възрасти.

Наземни обсерватории

Класическите наземни астрономически обсерватории представляват стационарни научни съоръжения с развита инфраструктура, оборудвани с научни инструменти за систематични наблюдения на различните обекти (небесни тела) и явления в Космоса. Те разполагат с един или няколко телескопа с различни размери, както оптични, така и работещи в други области на електромагнитния спектър (главно в радиодиапазона, но и в близката инфрачервена и милиметровата области).

Оптични наземни обсерватории

Мнозинството съвременни оптични наземни обсерватории са построени далеч от големите градове, за да се избегне т.нар. светлинно замърсяване. Идеални места за модерните обсерватории са високи върхове с тъмно небе, сух въздух, голям процент ясни нощи и спокойна атмосфера с минимална турбуленция, което води до по-добро качество на астрономическите изображения. Най-добри такива места на Земята са върховете на Хавайските и на Канарските острови, върховете на пустинята Атакама в Чили, Аризона в САЩ и др. Там са построени и най-мощните в момента оптични наземни обсерватории: ESO (European Southern Observatory, Европейска южна обсерватория) обсерваторията Паранал в пустинята Атакама в Чили, обсерваторията Роке де лос мучачос (Roque de los Muchachos Observatory) на Канарските острови и Мауна Кеа на Хаваите. На връх Серо Армазонес (височина 3046 m) в пустинята Атакама се изгражда най-новата обсерватория на ЕSО с бъдещия най-голям телескоп на Земята за наблюдения в оптичния и близкия инфрачервен диапазони на спектъра – 39.3m телескоп ELT (Extremely Large Telescope, Изключително голям телескоп).

За изследвания на излъчването на небесните тела в радиодиапазона се строят обсерватории, в които основен инструмент е радиотелескопът. Като спектрален диапазон радиотелескопът заема начално положение сред астрономическите инструменти за изследване на електромагнитното излъчване – телескопите за топлинното/инфрачервеното, видимото, ултравиолетовото, рентгеновото и гама- излъчването са по-високочестотни.

Радиотелескопи

Радиотелескопите са изключително разнообразни по размер, конфигурация и конструкция. Това се дължи на факта, че честотният обхват на радиоучастъка от електромагнитния спектър е много голям. За честоти 10-100 MHz (30-3 m дължина на вълната) те представляват насочени антени, подобни на телевизионните, или големи стационарни рефлектори от метална мрежа с подвижен фокус. За по-високи честоти се правят параболични „чинии“. За да имат добра разделителна способност, размерите на радиотелескопите са много големи. Напр. за честоти от 100 MHz до 1 GHz (3 m – 30 cm дължина на вълната) чиниите са с диаметър около 100 m. Често за още по-висока разделителна способност се използват радиоинтерферометри, състоящи се от множество разположени по специален начин в мрежа отделни радиотелескопи, които комбинират сигналите от многото антени в едно така, че да симулират една голяма антена с много по-добра разделителна способност.

Най-големи радиотелескопи с единична неподвижна антена са 500 m Five hundred meter Aperture Spherical Telescope (FAST, 500-метров телескоп със сферична апертура) в Китай и 305 m радиотелескоп, разположен в кратера на угасналия вулкан Аресибо в Пуерто Рико. Най-големите радиотелескопи с насочваеми чинии са 100-m Green Bank Telescope (Грийн банк) в Западна Вирджиния, САЩ и 100-m радиотелескоп в Ефелсберг, близо до Бон, Германия. 

Най-известният радиоинтерферометър е Very Large Array (VLA, Много голяма решетка ) в Сокоро, Ню Мексико, САЩ, който комбинира сигнала от 27 отделни параболични радиотелескопа едновременно. Колаж с изображения на наземни обсерватории е даден в Прикачените файлове.