Diagramm der besten verfügbaren Auflösung gegen die Wellenlänge

Was ich suche, ist eine Grafik, die allgemein die beste verfügbare Teleskopauflösung gegenüber der Wellenlänge über das gesamte Wellenlängenspektrum zeigt. So können beispielsweise zwei sehr hochauflösende Peaks auftreten

Millimeterwellenlängen ( ALMA )
sichtbare Wellenlängen ( HST und viele Bodenteleskope mit adaptiver Optik )

Das schöne Bild unten von dieser großartigen Antwort brachte mich zum Nachdenken. Ich habe es von dort neu gepostet.

^{Bild mit freundlicher Genehmigung des Wikipedia-Benutzers Hunster unter der Creative Commons Namensnennung-Weitergabe unter gleichen Bedingungen 3.0 Unported-Lizenz .}

Die Infrarot-, Ultraviolett- und Röntgenbilder stammen vom Spitzer-Weltraumteleskop, dem SWIFT-Observatorium bzw. dem Chandra-Observatorium.

— uhoh
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Nach einigem Suchen fand ich diese Blog-Seite , die mehrere Diagramme zu verschiedenen Observatorien enthält, darunter dieses:

^{Bild mit freundlicher Genehmigung von Olaf Frohn unter der Creative Commons Namensnennung-Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0-Lizenz .}

Die meisten sind weltraumgestützt, obwohl die Radioteleskope größtenteils landgestützt sind. Sie decken bestehende und zukünftige Teleskope ab, bei Energien vom Gammastrahlenspektrum bis zu Radiowellen. Sie gehen auch zu Recht davon aus, dass die adaptive Optik die Winkelauflösung dramatisch erhöhen kann. CHARA und das europäische extrem große Teleskop verwenden beide eine adaptive Optik und können tatsächlich bessere Winkelauflösungen aufweisen als einige weltraumgestützte Teleskope.

Ich habe das Diagramm mit Anmerkungen versehen, um die kleinste Winkelauflösung bei verschiedenen Wellenlängen grün darzustellen:

Beachten Sie, dass die meisten Linien im Radio-, Mikrowellen- und Infrarotbereich des Spektrums diagonal sind und ungefähr die gleiche Steigung aufweisen. Dies liegt daran, dass sie durch Beugung begrenzt sind . Bei Radiowellen liegt dies daran, dass die Atmosphäre nur geringe Auswirkungen hat. Bei Infrarot- und sichtbaren Wellenlängen-Teleskopen im Weltraum - und bei weltraumgestützten Teleskopen im Allgemeinen - ist die Beugungsgrenze die Hauptsache, die sie aufhält.

Die Beugungsgrenze ist wobei die Wellenlänge und die numerische Apertur ist . Auf einem Log-Log-Plot wie dem obigen haben wir und für alle durch die Gleichung begrenzten Teleskope. Daher sollten Teleskope, die auf diese Grenze beschränkt sind, durch eine diagonale Linie mit einer Steigung von 1 (-1 in diesem Diagramm) beschrieben werden.

d = \frac{λ}{2 n \sin θ}

$d=\frac{\lambda}{2n\sin\theta}$

λ

$\lambda$

n \sin θ

$n\sin\theta$

\log d = \log λ - \log (2 n \sin θ)

$\log d=\log\lambda-\log(2n\sin\theta)$

\frac{d \log d}{d \log λ} = 1

$\frac{\mathrm{d}\log d}{\mathrm{d}\log\lambda}=1$

— HDE 226868
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Dies ist eine erstaunliche Grafik! Ich erkenne die meisten nicht, aber dank des Internets kann dies ein großartiges Sprungbrett sein, um viel zu lernen. Ich vermute, dass die Röntgenauflösung durch die geometrische Optik begrenzt ist, so dass sie nicht wellenlängenabhängig ist, und dass die Gammastrahlenauflösung mit der höchsten Energie durch Zählen der Statistiken von Sekundärphotonen oder Photoelektronen begrenzt wird, so dass sie ungefähr .

\propto 1 / \sqrt{E}

$\propto 1/\sqrt{E}$

— Uhoh

Diagramm der besten verfügbaren Auflösung gegen die Wellenlänge - Radio durch Gammastrahlen?