Observatorium

Klassisk observatoriekuppel: Stor refraktor fra Vienna University Observatory fra 1885, 11 m brennvidde
Åpen, azimutal design: Stort kikkertteleskop med to 8 m speil
Moderne 2 meter reflektorteleskop: Fraunhofer-teleskopetWendelstein

Et observatorium eller et astronomisk observatorium (fra det latinske observare = å observere) er et sted med vitenskapelige instrumenter for å observere stjernehimmelen . I tillegg til individuelle himmellegemer i solsystemet og Melkeveien (stjerner, stjerneklynger, tåker), er ekstragalaktiske himmelobjekter målet for observasjon.

Vitenskapelige observatorier er vanligvis bygget på forhøyede steder og beskyttet mot været av en kuppel . Når du velger lokasjon, er det størst mulig antall klare netter, lite forstyrrende lys og lite luftturbulens avgjørende. Sistnevnte er gitt der (spesielt i fjellet) laminære luftstrømmer hersker.

Når det gjelder observatorier for pedagogiske formål ( offentlig observatorium ) eller amatørastronomi ( privat observatorium ) , er disse kravene mindre viktige enn enkel tilgjengelighet.

For observasjoner i synlig lys, nær infrarød og UV, er speilteleskoper og astrografier dominerende, mens viktigheten av linseteleskoper (refraktorer) og transittinstrumenter (for posisjonsastronomi ) avtar. I tillegg er det mange radioteleskoper , som knapt er inkludert i begrepet "observatorium".

Funksjoner av observatorier

En hel "observatorisk campus" på La Palma, Roque-de-los-Muchachos-observatoriet

Utseendet til dagens observatorier er vanligvis preget av en eller flere kupler , den

  • på den ene siden kan åpnes for observasjon og roteres i ønsket retning ,
  • derimot, bør beskytte instrumentet plassert under når det er lukket,
  • Den lysmalte kuppelen sørger for at luften er konstant kjølig takket være god refleksjon og isolasjon mot solstråling (se kjøling om natten ). Imidlertid forårsaker de gjenværende termiske effektene den såkalte hallbrytningen .

Selve instrumentene (spesielt teleskopene) er montert på sine egne sokkler som er mekanisk strengt adskilt fra resten av bygningen for å beskytte dem mot støt og vibrasjoner . For disse søylene , som er dypt forankret i den naturlige bergarten , er den klassiske bakventilerte mursteinkonstruksjonen fremdeles en mekanisk og termisk god løsning, mens betong er mindre gunstig (mulig temperatur og indre påkjenninger , merkbar søylerotasjon ). Når det gjelder tunge teleskoper, må fundamentet deres nå ned til minst to meter i fast grunn (hvis mulig i naturlig bergart), med løs berg til og med opptil 10 meter.

De moderne store teleskopene , som har speil opptil 10 m i diameter og i fremtiden til og med 40 m, er ikke lenger plassert i kupler, men for det meste i kubeformede beskyttelsesstrukturer som åpnes for bruk. Av vektårsaker brukes det mekanisk enklere azimuthal-festet her i stedet for det klassiske ekvatoriale mount .

Forskning, offentlige og private observatorier

Begrepet observatorium inkluderer forskningsstasjoner med ulike naturvitenskap som meteorologi eller biologi, men brukes også til kunstige jordssatellitter som fører astronomiske teleskoper. Disse satellittene har vanligvis flere instrumenter som kan observere det samme målet eller kan styres separat (se satellittteknologi ).

Strukturer med en spesiell konstruksjon som brukes til å observere astronomiske fenomener som sommer- eller vintersolverv, blir noen ganger referert til som observatorier . Som solobservatorier kan de ofte tilordnes en forhistorisk kultur hvor solens gang ble observert (f.eks. Goseck eller Stonehenge sirkulære voldgraver ). Moderne eksempler er stjernehagen som drives av den østerrikske Astro Association i Sør-Wien og en lignende i Ruhr-området .

Begrepet observatorium betyr derimot faste, overveiende astronomiske observatorier. Man skiller seg ut

Velge plasseringen av forskningsobservatorier

Spørsmålet om egnede steder ble mer og mer viktig på 1800-tallet med utvidelsen av byene. Fordi lyskuppelen i store byer ofte kan strekke seg 50 til 100 km. Observatoriene, som tidligere ble bygget nær kongelige domstoler, ble gradvis flyttet til tynt befolkede områder eller til fjells .

I tillegg til aspektet med lite forstyrrende lys, er det også viktig å velge et passende sted

  • et område med gunstig klima (hyppige høytrykkssituasjoner, lange soltimer , lav tendens til storm)
  • en terrengform med jevn luftstrøm, som favoriserer å se (lav luftturbulens). Så skilsmisse z. B. mange fjell med godt klima, men asymmetriske toppformer
  • steinete undergrunn for et stabilt fundament av instrumentpilarene .
  • Gunstige transportforbindelser og annen infrastruktur er imidlertid også viktig.

Instrumenter

Observasjonene eller målingene utføres for det meste med teleskoper (linseteleskoper eller speilteleskoper ) eller astrografier , nå i økende grad også med antenneteknologi (radioastronomi) eller med automatiserte transittinstrumenter for posisjonsastronomi. De fleste observatorier observeres i synlig lys, med de tidligere visuelle metodene i stor grad erstattet av fotografiske og optoelektroniske .

Fram til rundt 1620 var observatoriene nesten utelukkende satt opp for friøyne observasjon av himmelen, utstyrt med meridian sirkler eller sekstanter, armillarsfærer , gnomon eller store solur (se også Astronomisk fenomenologi ). Astrometri (bestemmelse av stjernesteder og bevegelser, himmelmekanikk og tidsbestemmelse) har dominert vitenskapelig aktivitet i tusenvis av år , som bare ble supplert (og midlertidig presset i bakgrunnen) fra 1850 av astrofotografi og astrofysikk . I dag fokuserer arbeidet med høyhøyde observatorier med ren og tørr luft (europeiske høyfjell, Hawaii, de chilenske Andesfjellene) i økende grad på ikke-visuelle strålingsområder som nær infrarød , UV og radiostråling , mens de kortere bølgelengdene (UV og X -stråler ) er i stor grad reservert for romteleskopopphold .

historie

Forhistorie, antikken og middelalderen

Megalittisk observatorium i Nabta-Playa
Stjerneborg

For tiden er det eldste daterte observatoriet for det gjeldende historiensystemet muligens fylkesgravsystemet til Goseck fra 5. årtusen v. Chr. Den megalittiske sirkelen i Nabta Playa i den nubiske ørkenen kan også falle inn i denne tiden. Andre systemer stammer fra rundt 3000 f.Kr. F.Kr. ( Stonehenge ) eller 1200 f.Kr. BC ( Boitin steindans ).

Den Cheomseongdae Observatory i Korea er den eldste i Østen . Kina har en lang tradisjon for å bygge observatorier. I Tang-dynastiet ble det bygget 20 solobservatorier for opprettelsen av Da Yan-kalenderen 729  e.Kr. , med 10 observatorier fordelt langs den 114. graden øst fra Sentral-Asia til Huế for å kontrollere jordens sfæriske form. Den Yuan-dynastiet hadde 27 store observatorier bygget for Shou Shi kalenderen i 1281, selv om Gaocheng observatoriet nær Dengfeng i Henan-provinsen er fortsatt godt bevart.

I Peru er det 2300 år gamle Chanquillo- observatoriet, som består av 13 tårn på en fjellrygg. Om det megalittiske komplekset i den armenske Zorakarer er et astronomisk anlegg, er svært kontroversielt.

De første forløperne til de "klassiske" observatoriene dukket opp i senmiddelalderen og tiden etter. De var hjemmet til instrumenter for å måle stjerner, for eksempel kvadranter eller astrolabber , eller store solur . Eksempler er Rasad-e Khan- observatoriet i Nasir Al-din al-Tusi , observatoriet til Ulug Beg , Uraniborg og Stjerneborg , observatoriet til Tycho Brahes eller Jantar Mantars of Maharajas Jai Singh II.

Moderne tider

Royal Greenwich Observatory

Etter oppfinnelsen av teleskopet i 1608 oppsto de første observatoriene i moderne forstand de neste tiårene. Fra 1700 tilhørte noen fysiske skap , ettersom de ble vedlikeholdt og fremmet av adelige og andre lånere under og etter opplysningstiden . Ofte var det snakk om utvidede loftsetasjer, festetårn eller lignende. Uavhengige observatoriumsbygninger ble ofte designet som astronomiske tårn , som Kremsmünster observatorium (Øvre Østerrike), Praha Clementinum eller Mannheim observatorium .

I begynnelsen av teleskoptiden ble det bygget Paris Observatory 1667 og Royal Greenwich Observatory 1675. Det første observatoriet etter Stjerneborg hvor instrumentene ble plassert i en etasjes bygning var Seeberg Observatory i Gotha, som åpnet i 1790 ble tatt . Disse tidlige observatoriene var hovedsakelig viet til astrometri (bestemmelse av stjernesteder og planetbaner) og tjente også som basispunkter for navigasjon og landmåling .

Observatorier ble først tilgjengelige for publikum etter at offentlige observatorier ble bygget på 1800-tallet. Det første skoleobservatoriet i Tyskland ble grunnlagt i Bautzen , Øst- Sachsen , i 1872 .

Mange viktige observatorier i Sentral- og Nord-Europa ble grunnlagt mellom 1790 og 1830, inkludert de i Hamburg-Altona, München, Düsseldorf, Gotha, Leipzig, Halle, Königsberg og Dorpat. Russland og USA fulgte etter i 1839 med St. Petersburg-Pulkowa og Harvard. Denne bølgen av grunnlegging er hovedsakelig relatert til suksessene til himmelmekanikken (planetbaner, kometer, asteroider, dobbeltstjerneforskning, stjernekataloger), samt utvikling av måleteknologi. Derimot ble universitetsobservatoriene i den sørlige halvdelen av Europa for det meste bygget tidligere. Den andre grunnleggende bommen kan sees rundt århundreskiftet og førte til utvikling av astrofysikk  - se blant annet Potsdam (astrofys. Inst.), Wien (Univ. Og Kuffnersternwarte), Zürich og de store observatoriene i USA som Yerkes, Lick og Lowell. Disse inkluderte noen private observatorier som er viktige for forskning .

Vienna University Observatory åpnet i 1883 . I dag ligger observatoriet i et tett befolket område (Wien XVIII)

En himmel som er så mørk som mulig (lite lysforurensning ) er viktig for kvaliteten på observasjonen . Likevel, til slutten av 1800-tallet, var de fleste observatorier i nærheten eller til og med i byer - også for å være nær finansmannen, generelt det lokale kongelige hoffet. For informasjon om gjeldende plassering, se de forrige avsnittene.

Veksten av byer og den tilhørende lysforurensningen (lyssmog) , som i økende grad svekket observasjonene, førte i det 20. århundre til et skifte til stadig fjernere områder som ennå ikke ble påvirket av lett smog, for eksempel fjell , til å begynne med nærmere fjell som Pyreneene eller Alpene og til slutt i områder langt borte fra større bosetninger og med klar og rolig luft, som på Mauna KeaHawaii eller i Atacama-ørkenen i Chile .

Samtidig gjorde teknologiske fremskritt det mulig å produsere stadig større teleskoper som kan hente stadig svakere mengder lys og dermed tillate observasjoner i stadig større dybder i rommet. Disse instrumentene når også sine grenser på grunn av den naturlige uroen i luften . Kraftig adaptiv optikk er i stand til å nesten fullstendig korrigere denne ulempen, men vanligvis bare i veldig små bildefelt. En vei ut var konstruksjonen av romteleskoper som muliggjør observasjoner utenfor den forstyrrende innflytelsen fra jordens atmosfære , som Hubble-romteleskopet . I tillegg er romteleskoper blitt utviklet for å muliggjøre observasjoner i spektrale områder som er utilgjengelige fra bakken, for eksempel i det infrarøde eller innen røntgenstråler .

Individuelle observatorier og observatorier

Forhistoriske og tidlige historiske bygninger (utvalg)

State Observatory Heidelberg -Königstuhl
Historisk bilde av Sonneberg-observatoriet

Observatories in Germany (utvalg)

Forskningsinstitutter

Offentlige observatorier

Volkssternwarte Aachen
Regiomontanus observatorium Nürnberg, offentlig observatorium fra 1930
Fritz Weithas observatorium i Neumarkt, Øvre Pfalz
Zollern-Alb observatorium i Rosenfeld, Schwaben Alb
Zweibrücken offentlige observatorium

Andre observatorier

Leopold Figl-observatoriet ved Schöpfl (900 m), hovedkuppel på 150 cm reflektorteleskop

Observatories in Austria (utvalg)

Kanzelhöhe solobservatorium på Gerlitzen

Observatories in Switzerland (utvalg)

Forskningsinstitutter

Private og offentlige observatorier

Historiske observatorier (utvalg)

Observatory of Kremsmünster Abbey (1749) med naturvitenskap. Samlinger
Lilienthal observatorium; Den tredje asteroiden Juno oppdaget her i 1804

Andre observatorier (utvalg)

I luftrommet (utvalg)

I rommet (utvalg)

Se også

litteratur

  • David Leverington: Observatories and Telescopes of Modern Times - Ground-Based Optical and Radio Astronomy Facilities since 1945. Cambridge University Press, Cambridge 2016, ISBN 978-0-521-89993-2 .

weblenker

Commons : Observatories  - samling av bilder, videoer og lydfiler
Wiktionary: Observatory  - forklaringer på betydninger, ordets opprinnelse, synonymer, oversettelser

Individuelle bevis

  1. Z H. Zimmermann, A. Weigert: ABC Lexicon Astronomy . Spectrum Academic Publishing House, Heidelberg 1995.
  2. GD Roth: Cosmos Astronomy History: Astronomers, Instruments, Discoveries . Kosmos-Verlag, Stuttgart 1987.
  3. ↑ Det mest moderne observatoriet i Sentral-Europa åpnet eller kl. 12. august 2018, åpnet 12. august 2018.