Почему длины волн короче видимого света, которым пренебрегают новые телескопы?

Приведенная ниже диаграмма, которую я украл из этого поста @ HDE226868, показывает, что угловое разрешение как функция длины волны внезапно падает на три порядка от видимого до УФ-света. Разрешение на длинах волн меньше, чем то, которое обнаруживает интерферометр очень большого телескопа или европейский экстремально большой телескоп, в ближней ультрафиолетовой области, внезапно обрезается до тысячи раз.

Это очевидно из-за свойств атмосферы Земли. Но крупные космические телескопы, такие как JWST и WFIRST, заполнят дальний инфракрасный пробел. Почему нет таких амбициозных космических телескопов, рассчитанных на ультрафиолетовое излучение и более короткие волны? (Или внезапное отключение на этой диаграмме вводит в заблуждение?)

Это потому, что это труднее, даже из космических обсерваторий, или потому, что угловое разрешение ультрафиолета и короткие волны имеют меньшую научную ценность?

Там являются некоторые технологические проблемы решить с помещением любого большого телескопа в космос - и космический телескоп требуются в УФ длинах волн. Это не позволяет оптимизировать такой инструмент для работы на обоих УФ и ИК длинах волн из - за проблем , таких как охлаждение, зеркальных покрытий и такой как. Простой предел углового разрешения телескопа идет$\lambda/D$Таким образом, чтобы получить эквивалентное разрешение для оптического телескопа, УФ-телескоп может быть меньше. Тем не менее, вы также должны иметь оптику, которая хороша для небольшой доли длины волны, намного лучше, чем видимая / ИК. При еще более коротких длинах волн обычная «оптика» не работает, потому что фотоны поглощаются, и вы переходите к технологиям падающего падения рентгеновских телескопов, которые представляют собой совершенно другую игру и намного сложнее достичь заданного углового разрешения.

Учитывая все это, еще в 80-х / 90-х годах я бы предположил, что было принято решение о диапазоне длин волн, который будет охватывать преемник HST (т. Е. JWST стоимостью примерно 10 млрд. Долл. США). Реальная причина, по которой нет крупного преемника УФ к HST или IUE готовы идти сейчас просто потому, что считается, что наиболее важные научные приоритеты достижимы на ближней и средней ИК-длинах волн. К ним относятся: наблюдение вселенной с высоким красным смещением (по существу, ультрафиолетовый свет не обнаруживается в галактиках за пределами красного смещения 3), наблюдение за образованием звезд и планет (в основном в запыленных средах, где не может появляться ультрафиолетовый свет и протопланетные диски излучают в основном на инфракрасных длинах волн), и выполняют экзопланетная наука (планеты холоднее звезд и излучают в основном в ИК).

Таким образом, я не думаю, что есть какие-либо технологические демонстрации для большого УФ-телескопа (по крайней мере, эквивалент JWST), это просто сводится к научным приоритетам.

Вы правы в том, что резкий спад объясняется просто тем, что в ультрафиолетовом диапазоне запланировано очень мало запланированных крупных телескопов, тогда как в инфракрасном диапазоне планируется значительное количество. Как я уже упоминал в своем ответе, с которым вы связались , CHARA и EELT , два из наиболее запланированных проектов в области инфракрасного / видимого излучения, будут использовать новую технологию адаптивной оптики, что делает их намного превосходящими предыдущие телескопы, даже если они наземные.

$\mu$

При реализации ATLAST или аналогичного проекта угловое разрешение на длинах волн УФ может быть порядка 0,1 угловых секунд или, надеюсь, ниже. Это будет соответствовать, а затем победить Хаббла. Но предварительные оценки предполагают, что стоимость 8-метровой версии составит 4,5 миллиарда долларов, и Хаббл и другие космические телескопы были классно повреждены непредвиденным увеличением стоимости. Меньшие шаги могут потребоваться, прежде чем мы сможем добраться до 8 метров, и, конечно, прежде чем мы сможем приблизиться примерно к 16. Это займет какое-то время, вероятно, через десять или более лет.

Ссылки

• Почтальон и гора
• Тронсон и соавт. (2015)
• Почтальон и соавт. (2010)