Teleskopy

Obserwatorium Astronomiczne UAM dysponuje obecnie czterema teleskopami przeznaczonymi do badań naukowych (w tym trzema własnymi), oraz kilkoma mniejszymi teleskopami wykorzystywanymi do celów dydaktycznych i popularyzatorskich.

 

Teleskopy przeznaczone do badań naukowych

Teleskop fotometryczny

Teleskop fotometryczny w Borowcu (koło Kórnika) działa od 1997 roku i z założenia zbudowany został z myślą o badaniu zmian blasku planetoid oraz gwiazd zmiennych. Teleskop posiada 40-cm zwierciadło o ogniskowej 1.8 metra i działa w systemie Newtona. Wyposażony jest w kamerę ST7 firmy SBIG z chipem KAF400 i zestawem filtrów Bessela + filtr czysty. Podczas jego budowy wykorzystany został gotowy montaż paralaktyczny refraktora Coude (150/2250 mm), wyprodukowany w firmie Carl Zeiss w latach 70-tych (wcześniej refraktor ten znajdował się w Poznaniu, na terenie parku przy obserwatrium i przez wiele lat wykorzystywany był tam do prowadzenia obserwacji). Montaż ten został znacznie zmodyfikowany, m.in. przez zastąpienie oryginalnego mechanizmu śledzenia dwoma silnikami krokowymi do ruchu w osi kąta godzinnego i deklinacji.

Mimo położenia w miejscu o nie najlepszym astroklimacie (do 100 pogodnych nocy na rok), teleskop ten jest najbardziej produktywnym instrumentem w naszym Obserwatorium, dostarczając danych o bardzo dobrej jakości (szum na poziomie kilku tysięcznych magnitudo dla obiektów o jasności do 15 mag).

Na tym teleskopie prowadzono wieloletnie badania podwójnej planetoidy 90 Antiope oraz odkryto podwójność planetoidy 809 Lundia. Inne wcześniejsze badania dotyczyły m. in. dużego przeglądu planetoid z rodziny Flory. Ostatnio jest na nim realizowany program obserwacji planetoid wolno rotujących o małych amplitudach, którego celem ma być stworzenie trójwymiarowych modeli tej bardzo licznej, choć zwykle pomijanej grupy planetoid. Badania te mają pozwolić na zniwelowanie efektów selekcji obserwacyjnej. Drugi projekt, do jakiego zbiera obecnie dane ten teleskop, to modelowanie planetoid za pomocą całej gamy różnych technik (Projekt „Small Bodies: Near and Far”, w programie Komisji Europejskiej Horyzont 2020). Link: http://www.mpe.mpg.de/~tmueller/sbnaf/

Pracuje na nim grupa obserwatorów planetoid złożona z pracowników i studentów Instytutu. Obserwacje wykonywane są w każdą pogodną noc, za wyjątkiem czerwca i lipca, kiedy ekliptyka jest zbyt nisko, a noce bardzo krótkie. W najbliższym czasie planowana jest gruntowna modernizacja systemu prowadzenia, oraz większa automatyzacja wykonywania obserwacji.

Poznański Teleskop Spektroskopowy (PST1)

Wraz z początkiem XXI wieku Obserwatorium Astronomiczne UAM wkroczyło w zupełnie nowy dobszar badań naukowych – spektroskopię gwiazdową. W ramach tych działań w roku 2003 zaprojektowany i zbudowany został przez zespół pod kierownictwem inż. Romana Baranowskiego pierwszy w Polsce spektrograf typu echelle (R=35000). Kilka lat później, w 2007 roku, uruchomiony został w stacji obserwacyjnej w Borowcu teleskop dedykowany do badań z wykorzystaniem tego spektrografu: Poznański Teleskop Spektroskopowy (PST1).

Jest to instrument składający się z dwóch bliźniaczych teleskopów o średnicach 0.5 m, umieszczonych na wspólnym, paralaktycznym montażu widłowym (wykorzystano w tym celu gruntownie zmodyfikowany montaż od niemieckiej kamery satelitarnej SBG, wyprodukowanej w latach 70-tych przez firmę Carl Zeiss Jena). W ognisku jednego z tubusów znajduje się sterowany komputerowo układ ogniskujący, laboratoryjna lampa kalibracyjna, kamera podglądu (SBIG ST-7) oraz końcówka światłowodu optycznego o średnicy zaledwie 0.05 mm, którym światło zebrane przez teleskop kierowane jest do wnętrza spektrografu. Drugi teleskop 0.5 m przystosowany jest do wykonywania badań fotometrycznych (pomiarów jasności) i astrometrycznych (pomiarów pozycji) najróżniejszych obiektów niebieskich.

Spektrograf wyposażony został w zaawansowaną, niskoszumową kamerę Andor iKon, która pracuje w temperaturze -75 stopni Celsjusza, co pozwala uzyskiwać widma gwiazd doskonałej jakości. Urządzenie to pozwala m. in. określać skład chemiczny, temperaturę i prędkość radialną milionów gwiazd znajdujących się w naszej Galaktyce. Jest to pierwszy w Polsce spektrograf, za pomocą którego udało się zaobserwować planetę pozasłoneczną krążącą wokół gwiazdy tau Bootis (w gwiazdozbiorze Wolarza).

PST1 znajduje się na terenie należącym do Obserwatorium Astrogeodynamicznego PAN w Borowcu pod Poznaniem i jest teleskopem w pełni zdalnie sterowanym przez internet – nie wymaga obecności obserwatora w jego pobliżu. Bezpieczną zdalną pracę instrumentu zapewniają m. in. dedykowana stacja pogodowa, kamera typu rybie oko oraz ciągły monitoring.

Poznański Teleskop Spektroskopowy 2 w Arizonie (PST2)

W 2010 roku Obserwatorium Astronomiczne uzyskało grant na budowę drugiego teleskopu na potrzeby badań spektroskopowych, Poznańskiego Teleskopu Spektroskopowego 2 (PST2), który początkowo został uruchomiony na stanowisku testowym w Poznaniu, później zaś przeniesiony do Winer Observatory w Arizonie, USA. PST2 jest instrumentem robotycznym, wykonującym zaprogramowane z wyprzedzeniem obserwacje całkowicie automatycznie, bez nadzoru obserwatora. Umieszczenie teleskopu na pustyni, w miejscu o bardzo dużej liczbie bezchmurnych nocy w ciągu roku, sprawiło że PST2 stał się najbardziej wydajnym instrumentem obserwacyjnym, jakim dysponuje OA UAM.

PST2 jest nowoczesnym teleskopem o średnicy 0.7m w systemie optycznym Corrected Dall-Kirkham. Azymutalny montaż typu direct-drive umożliwia szybki ruch teleskopu z prędkością do 15 stopni na sekundę. Układ optyczny umożliwia przełączanie pomiędzy dwoma ogniskami Nasmytha, dzięki czemu możliwe było podłączenie różnorodnych detektorów do prowadzenia różnych typów obserwacji. Jedno z ognisk zostało dedykowane do badań spektroskopowych i, podobnie jak w teleskopie PST1, wyposażone jest w światłowód optyczny połączony ze spektrografem typu echelle (R=40000). Drugie ognisko teleskopu wyposażono w kamerę EMCCD Andor iXon z kompletem filtrów fotometrycznych, przeznaczoną do fotometrii i astrometrii.

PST2 jest dedykowany głównie do badań spektroskopowych gwiazd zmiennych (takich jak gwiazdy pulsujące czy układy podwójne i wielokrotne), jednak dostarcza również dane na potrzeby innych projektów, takich jak modelowanie parametrów fizycznych i wyznaczanie orbit planetoid.

Teleskopy PST1 i PST2 pracują w ramach wspólnego projektu Globalny Teleskop Astrofizyczny (ang. Global Astrophysical Telescope System, GATS).

Wielki Teleskop Południowoafrykański (SALT)

Budynek SALT-a (prawa aut: Janus Brink, SAAO)

Jednym z największych teleskopów na świecie jest Wielki Teleskop Południowoafrykański (SALT), znajdujący się 400 km od Kapsztadu na pustyni Karoo (Republika Południowej Afryki). SALT znajduje się w olbrzymiej kopule, a jego główne zwierciadło ma średnicę 11 metrów i złożone jest z 91 sześciokątnych segmentów. W budowie SALTa uczestniczyło szereg instytucji z całego świata, w tym również nasze Obserwatorium. Dzięki temu mamy prawo do aplikowania o czas obserwacyjny na SALTcie, który przyznawany jest na zasadach konkursowych. SALT jest nowoczesnym teleskopem o tzw. dostępie kolejkowym. Autorzy projektów obserwacyjnych, którzy otrzymali czas na SALTcie, przesyłają szczegóły planowanych obserwacji (listę obiektów, nastawienia instrumentów, możliwe czasy obserwacji)

Zwierciadło SALT-a (prawa aut.: Lisa Crause, SAAO )

korzystając z interfejsu www. Każde takie zgłoszenie (wraz z przyznanym mu priorytetem) wstawiane jest do „kolejki”, z której operator teleskopu pobiera kolejne zgłoszenia w miarę spełniania przez nie aktualnych warunków: widoczności obiektu na niebie, obecności Księżyca (wiele obiektów musi być obserwowanych w noc bezksiężycową), stanu atmosfery (zamglenie, wilgotność, drganie powietrza), itp. Może się zdarzyć, że projekt o wysokim priorytecie nie zostanie zaobserwowany do końca semestru z uwagi na niekorzystny splot warunków.

SALT wyposażony jest w kamerę obrazującą SALTICAM (służy ona do wykonywania zdjęć nieba w różnych filtrach), spektrograf niskiej rozdzielczości RSS, spektrograf wysokiej rozdzielczości HRS i kamerę zliczającą fotony BVIT. Pracownicy naszego obserwatorium wykorzystują SALT do obserwacji fotometrycznych i spektroskopowych planetoid.

 

Teleskopy nieużywane do celów naukowych

Zabytkowy refraktor Zeiss 200/3000 mm

Refraktor Zeissa obecnie

Jest to klasyczny refraktor, wyposażony w dwusoczewkowy, achromatyczny obiektyw o średnicy 200 mm i ogniskowej 3000 mm, umieszczony na paralaktycznym montażu „niemieckim”. Teleskop został wykonany w firmie Carl Zeiss w Jenie, najprawdopodobniej w okresie 1909-1910. Jego pierwszym użytkownikiem był zamożny miłośnik astronomii, Władysław Szaniawski, właściciel majątku ziemskiego w Przegalinach k/Lublina, którego marzeniem było stworzenie profesjonalnie wyposażonego obserwatorium astronomicznego. Niestety, wybuch I wojny światowej, następnie wojny polsko-sowieckiej, oraz wielki kryzys ekonomiczny na początku lat 20-tych uniemożliwiły mu osiągnięcie tego celu. W 1929 roku dzięki staraniom prof. Józefa Witkowskiego, nowego dyrektora Obserwatorium Astronomicznego UP, część instrumentów z obserwatorium Szaniawskiego (m.in. refraktor Zeissa oraz zegar astronomiczny Riefflera) została przekazana do Poznania. Refraktor został umieszczony w specjalnie dla niego zbudowanym pawilonie w parku obserwatorium, gdzie znajduje się do dziś.

Refraktor Zeissa w latach 30-tych

W okresie XX-lecia międzywojennego refraktor był intensywnie wykorzystywany do prowadzenia obserwacji naukowych. Obserwacje prowadzono początkowo przy użyciu mikrometru pozycyjnego, a następnie metodami fotograficznymi. W latach 1939-1945 niemiecki personel obserwatorium kontynuował te obserwacje. W tym też czasie zastąpiono mechaniczny, obciążnikowy  napęd teleskopu silnikiem prądu stałego kontrolowanym impulsami sekundowymi z zegara wahadłowego.

Po wojnie aż do przełomu lat 80-tych i 90-tych teleskop był nadal używany do celów naukowych. Wykonywano na nim przede wszystkim astrofotograficzne obserwacje pozycyjne planetoid, podejmowano też próby fotometrii fotograficznej z wykorzystaniem mikrodensytometru optycznego, oraz fotometrii fotoelektrycznej (fotometrem jednokanałowym). W 1949 roku przy użyciu tego teleskopu dwóch poznańskich astronomów, Jerzy Dobrzycki (późniejszy znany specjalista w dziedzinie historii astronomii) i Andrzej Kwiek, odkryło nową planetoidę, nazwaną (1572) Posnania.

Obecnie refraktor znajduje się nadal w stanie pełnej sprawności i jest wykorzystywany do celów dydaktycznych (ćwiczenia dla studentów) oraz do popularyzacji astronomii (pokazy nieba dla wycieczek szkolnych, podczas wykładów otwartych, Nocy Naukowców itp.)

Reflektor Cassegraine 350 mm

W początkowym okresie istnienia Obserwatorium w kopule na wieży głównego budynku znajdował się refraktor Steinheila o średnicy 160 mm. Refraktor ten został zakupiony jeszcze w latach 70-tych XIX wieku przez Jana Walerego Jędrzejewicza do jego prywatnego obserwatorium w Płońsku. Do Obserwatorium UP trafił na początku lat 20-tych XX wieku, jako jeden z pierwszych instrumentów obserwacyjnych (do chwili obecnej w zbiorach Obserwatorium przetrwał jedynie jego obiektyw).

W okresie powojennym (od lat 60-tych) przez wiele lat kopuła na wieży była nieużywana. Dopiero w 1998 roku przeszła gruntowny remont (przy okazji remontu budynku OA) i został pod nią umieszczony reflektor Cassegraine o średnicy 350 mm. Teleskop ten z założenia miał służyć głównie celom dydaktycznym. Zarówno sam instrument jak i jego montaż (widłowy) zostały w całości wykonane w warsztacie Obserwatorium. Teleskop wyposażony jest w kamerę CCD SBIG ST-7. Ruch w obu osiach zapewniaja dwa silniki krokowe. W chwili obecnej instrument jest nieczynny (czeka na modernizację układu sterowania montażem).

 

Reflektor Meade RCX-400 356 mm

Teleskop systemu Ritchey-Chretiena (z meniskiem korekcyjnym) RCX-400 firmy Meade został zakupiony z myślą o zajęciach dydaktycznych oraz popularyzacji astronomii (pokazy nieba). Teleskop posiada zwierciadło główne o średnicy 356 mm (14 cali), ogniskowa układu wynosi 2845 mm (światłosiła f/8). Umieszczony jest na azymutalnym montażu widłowym wyposażonym w system „goto” (automatycznego celowania na wybrany obiekt). Może on być używany zarówno do obserwacji wizualnych (przez okular), jak również do pracy z kamerą CCD. Umieszczony jest w pawilonie z odsuwanym dachem na terenie parku Obserwatorium, jednak jego konstrukcja zapewnia mobilność i dzięki temu wykorzystywany jest on równiez czasem do prowadzenia wyjazdowych pokazów astronomicznych.