HTTPK I, kevät 2012, luento21 Havaitsevan tähtitieteen pk I, 2012 Luento 2, : Ilmakehän vaikutus havaintoihin Luennoitsija: Thomas Hackman Kuva: J.Näränen 2004

HTTPK I, kevät 2012, luento Ilmakehän vaikutus havaintoihin Ilmakehän transmissio (läpäisevyys) eri sähkömagneettisen säteilyn aallonpituuksilla Optinen ikkuna Radioikkuna

HTTPK I, kevät 2012, luento Ilmakehän vaikutus havaintoihin (jatk.)  Sää  Ekstinktio  Diffuusi valo  Seeing  Refraktio NOT tammikuussa 2005 (J.Näränen)

HTTPK I, kevät 2012, luento Sää  Havaintoihin vaikuttaa:  Pilvet, sumu, kosteus  Sääilmiöt lähinnä troposfäärissä (< 10 km)  Täysin selkeitä (fotometrisiä) öitä:  Suomessa ~ 30/vuosi  ESO:ssa n. 250/vuosi

HTTPK I, kevät 2012, luento Sääolosuhteet ESO:ssa

HTTPK I, kevät 2012, luento Ekstinktio  Ilmakehän molekyylit:  Absorptio  Sironta  Ekstinktio riippuu aallonpituudesta:  Esim. Rayleigh sironta:

HTTPK I, kevät 2012, luento Ekstinktio (jatk.) Mustan kappaleen säteily Auringon säteily ilmakehän ulkopuolella Auringon säteily merenpinnalla Eli ero punaisen ja sinisen välillä = ilmakehän absorptio

HTTPK I, kevät 2012, luento Ilmamassa  Ekstinktio riippuu kohteen ja havaitsijan välisestä ilmamassasta X :  Havaittu magnitudi on

HTTPK I, kevät 2012, luento Diffuusi valo IIlmakehästä sironnut valo IIlmahehku RRevontulet (lähellä magneettisia napoja) EEläinratavalo (ei johdu ilmakehästä vaan aurinkokunnan pölyhiukkasista) VValosaaste

HTTPK I, kevät 2012, luento Diffuusi valo (jatk.) Taustataivas Lickin ja Keckin observato- rioissa (D.L. Burke, 2006, LSST tutorial)

HTTPK I, kevät 2012, luento Seeing  Ilman turbulenssi skintillaatio  Tähden kuva: ”piste” seeing-kiekko  Muutokset Hz  Merenpinnalla seeing ~ 2”-4”  NOT:lla (La Palma) seeing ~ 0.5”-1”  Seeingin kannalta kriittistä:  Lämpötilaerot  Ilmanvirtaukset

HTTPK I, kevät 2012, luento Seeing (jatk.)  1” seeingillä (ylempi kuva) ja 2” seeingillä otetuttuja lyhyitä 10 ms valotuksia tähdistä (D.L. Burke, 2006, LSST tutorial) HUOM! Animaatio ei toimi PDF:ssä

HTTPK I, kevät 2012, luento Seeing (jatk.)  Kaksi tähteä kuvattu hyvin lyhyillä valotuksilla (ylemmät kuvat) ja pitkällä valotusajalla (alemmat kuvat). R.N. Tubbs, 2003, PhD dissertation, Cambridge

HTTPK I, kevät 2012, luento Seeing ESO:ssa

HTTPK I, kevät 2012, luento Seeingin optimointi  Havaintopaikan valinta  Lähiympäristön ilmanvirtaukset  Lämpötilaerot  Tarvittaessa muutetaan olosuhteita  Tornin suunnittelu  Tornin ja kuvun muoto  Kuvun ulkopinta  Sisätilojen ilmastointi  Ei turhia lämmönlähteitä  Havaintotekniikka, esim.  Aktiivinen ja adaptiivinen optiikka  ”Lucky imaging” TNG, La Palma (G. Tessicini)

HTTPK I, kevät 2012, luento Refraktio  Valonsäde taipuu ilmakehässä  Snellin laki:  Taitekerroin riippuu:  Tiheydestä  Aallonpituudesta  Differentiaalirefraktio matalan kohteen kuva hajoaa spektriksi Venus (D.L. Burke, 2006, LSST tutorial)

HTTPK I, kevät 2012, luento Refraktio (jatk.)  Esim.: Kuu nähtynä avaruusasemalta maan ilmakehän läpi: D.L. Burke, 2006, LSST tutorial

HTTPK I, kevät 2012, luento Refraktio (jatk.)  Refraktiokulma: Miten paljon todellista korkeammalla kohde näkyy  korkeus > 15 o :  korkeus < 15 o : jossa a on korkeus (asteina), T lämpötila (K) ja P ilmanpaine (millibaareina)

HTTPK I, kevät 2012, luento Refraktio (jatk.)  Differentiaalirefraktio:  Differentiaalirefraktio Keckin teleskoopeilla: H.G. Roe, 2002, Effect of Differential Refraction on Observing with Adaptive Optics at Keck

HTTPK I, kevät 2012, luento Refraktion vaikutusten vähentäminen  Teleskoopin suuntausohjelma korjaa suuntausvirheen  Aallonpituussuotimella tarkempi kuva  Vältetään havaitsemista matalilla korkeuksilla  Spektrometriassa huomioidaan parallaktinen kulma ( =0 => kohtisuorassa horisontin suhteen)  ADC (atmospheric dispersion corrector) – ilmekehän dispersion korjaaja

HTTPK I, kevät 2012, luento Tehtävä  Mitkä ilmakehän häiriöt vaikuttavat eniten kohteen  kirkkauteen?  spektriin?  polarisaatioon?  paikkaan?  kuvaamiseen?