03.04 如果想要觀測到冥王星,至少要選用多少口徑,多大倍率的天文望遠鏡?

銀河戀花


不知道題主所說的觀測到冥王星,是指單純看到冥王星,還是指看清冥王星的細節?

冥王星的視星等為約為15等,遠遠超過了人眼所能看到的最暗星等(6等),所以肉眼是無法觀測到冥王星。我們看不到冥王星的主要原因是它太遠太小了,它的半徑只有月球的68%,地球的19%,它與地球的最近距離也有將近29天文單位(約43億公里)。因此,冥王星反射的太陽光到達地球時已經非常微弱。

為了觀測到暗淡的冥王星,需要把它那微弱的星光聚集起來,這就需要口徑很大的天文望遠鏡,口徑至少為250毫米。至於倍率,一架天文望遠鏡的最大倍率應不超過其口徑數值大小的兩倍,否則成像效果太差,所以看到冥王星的倍率應該為500倍。當年,發現冥王星所用的天文望遠鏡的口徑為330毫米。

上述的天文望遠鏡所看到的冥王星只是一個小亮點,就像我們用肉眼在夜空中看到的星星那樣,但不能看到冥王星的細節。為了看到冥王星的細節,需要極限角分辨率極高的天文望遠鏡,所需口徑至少達到數米。

即便是口徑達到2.4米的哈勃太空望遠鏡也無法看清冥王星的表面,冥王星在哈勃看來只是幾個像素點。迄今為止,地球上或者環繞地球運動的天文望遠鏡都無法看清冥王星的細節。

直到2015年,新地平線號探測器飛掠冥王星時,它的細節才首次被人類觀測到。


火星一號


如果想要觀測到冥王星,至少要選用多少口徑,多大倍率的天文望遠鏡?

提這個問題的朋友應該是比較專業的,口徑在前,倍率在後,這也是望遠鏡選擇時的優先順序,要看的天體有多暗淡,那麼就要選用多大口徑的,接下來就是你想看多少細節,選擇倍率....

口徑與可見的極限星等表:

50MM +10.2等;

80MM +11.2等

150MM +12.65等

200MM +13.28等

300MM +14.16等

400MM +15等 (+14.78)

500MM +15.27等

600MM +17等(+15.66)

當然上面是幾個大概的的取值,我們一般能接觸到最大的應該在16寸左右,超過的話,普通愛好者基本上比較難了,只能定點天文臺觀測.....

接下來看看冥王星的星等,由於其與地球的距離不定,而且其軌道橢圓,因此這個星等在13.65等-16.3等之間,平均約15.1等!(距離近日點約29.66天文單位,遠日點則有48.87天文單位,一個天文單位約1.5億千米)

那麼按15等估計,望遠鏡的口約需要400MM口徑!

已經有朋友計算冥王星約需要500倍的倍率,焦距與目鏡就不計算了,能問出這樣專業問題的朋友應該會自行計算的!

500倍的倍率下,如果不是極品天氣的話是不可能觀測到冥王星的,因為大氣層的擾動會嚴重影響觀測,必須在適合建造天文臺的高原地區、擾動比較小的觀測點!

另外您可能很好奇當年發現冥王星的湯博用的是洛韋爾兄弟捐獻的一架口徑32.5釐米的大視場照相望遠鏡,也就是325MM,為什麼上世紀30年代可以發現而現在不行了呢.....?您看仔細了,人家用的是“照相”望遠鏡,是可以裝底片連續曝光的,但你的肉眼不行,因此必須要更大的口徑才可以,即使如此,也僅僅是理論上可以而已!

這是哈勃拍攝的冥王星

哈勃的主鏡口徑約2.4M,如此口徑下的冥王星是這樣模糊一個光斑,可見冥王星的距離有多遠

湯博發現時的照片和現在的照片對比,必須要發展能夠到達這些地方的發動機,否則再NB的望遠鏡都比不上親眼去看看......!!


星辰大海路上的種花家


先說明一下,在天文觀測中,口徑是天文望遠鏡最重要的參數,因為口徑越大,收集光線的能力越強,分辨率相對就越高,也更容易發現越暗的天體。而多少倍一般不去討論。

冥王星,一個遙遠而寒冷的矮行星,長久以來都只是浩瀚星空中非常不起眼的一個小小光斑,就是因為太小太遠太暗了,在地面上即使用最先進的望遠鏡,我們也只能勉強看到它。

因為冥王星的軌道離心率及傾角都比較高,其近日點為30天文單位(約44億公里),遠日點為49天文單位(約74億公里),所以冥王星的亮度在13.65等-16.3等(平均15.1等)這個區間,因此要想“看到”冥王星,確實不是一件容易的事情。以至於冥王星直到1930年才被發現,成為了當時最晚發現的“大行星”。

1929年,洛韋爾天文臺臺長邀請湯博加入未知行星的搜索行列。他們用的是洛韋爾兄弟捐獻的一架口徑32.5釐米的大視場照相望遠鏡,性能非常好,為搜尋新行星提供了優越的條件。他們一個一個天區地搜索,拍攝了大量底片,並對每張底片進行細心地檢查,這些工作是非常乏味的。功夫不負有心人,在1930年1月21日,湯博終於在雙子星座的底片中發現了這顆新行星。

上圖是發現冥王星是的兩塊感光板,從左到右可以看到,一個幾乎看不到的黯淡白點發生了移動,這就是冥王星。

冥王星的亮度很弱,即使在大望遠鏡拍攝的照片上,它和普通的恆星也沒有什麼差別的。所以接下來的50年,即便在最大的地面望遠鏡中,冥王星也只是一個只能勉強看到的一個孤獨光斑。直到1978年。天文學家詹姆斯·克里斯蒂在亞里桑那的美國海軍天文臺用Kaj Strand望遠鏡發現,冥王星的一側出現了一個鼓包。

因為這個突起每隔幾年就會消失,天文學家意識到,這很有可能是一顆衛星在環繞著冥王星運動造成的。

隨著哈勃太空望遠鏡的發射,天文學家們終於能擺脫地球大氣的干擾,看清冥王星的模樣了。1996年,哈勃拍攝的照片第一次揭示了冥王星表面的一些細節特徵。在隨後的觀測中,哈勃又幫我們多確定了兩顆衛星——科伯羅斯(2011年)和冥河(2012年)。下圖是地面望遠鏡拍攝的最好的冥王星照片,與哈勃太空望遠鏡拍攝的冥王星照片對比一下,因為在地面上有大氣的擾動影響,冥王星和它的衛星很難被分開。

當然,現在最清晰的冥王星照片還是新視野號飛掠冥王星時拍攝的。畢竟貼近拍才是最好的。從一個像素點到高清照,經歷了85年。


清明的星空


很遺憾,在旅行者號探測器路過冥王星至前,我們得到的最清晰的照片只是幾個像素點那麼大的冥王星。而那,是由哈勃望遠鏡看到的。所以。。


沉眠之星


別想了,哈勃看冥王星都只能看到一些像素點。


人生彡大錯覺


P40可以拍


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