Muinaisista ajoista lähtien ihmiset ovat ihmetelleet tähtiä yön taivaalla. Tähtitiede, tähtitutkimus, edustaa yhtä vanhimmista tieteistä. Ajan myötä ihmiset kehittivät instrumentteja tähtien jäljittämiseen, suurentamiseen ja heidän käyttäytymisensä ja sisällönsä tutkimiseen. Yrittämällä ymmärtää maailmankaikkeutta ihmiset ovat oppineet lisää paikastaan siinä.
TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)
Tähtien tutkimiseen käytetyt välineet kehittyivät vuosituhansien aikana. Muinaisiin instrumentteihin sisältyivät kvadrantit, astrolabeet, tähtikartat ja jopa pyramidit. Optiset kaukoputket vaihtelivat taittuvasta heijastavaan. Radioteleskoopit, infrapunasäteilyn havaitsevat teleskoopit, gammasäteet, röntgensäteet ja avaruusteleskoopit ovat välttämättömiä modernissa tähtitieteessä.
Antiikin instrumentit
Muinaiset ihmiset käyttivät tähtiä navigoidakseen valtamerissä, kertomalla aikaa ja määrittäessään vuodenaikoja. Muinaisessa Egyptissä pyramidit rakennettiin tähti Siriuksen jäljittämiseksi Niilin tulvien ennustamiseksi. Muinainen kvadrantiksi kutsuttu instrumentti käytti pallomaista trigonometriaa tähtien korkeuden mittaamiseen suhteessa horisonttiin. Metallirenkaista koostuva ja horoskooppia käyttävä haarniskapallo mahdollisti taivaan havainnoinnin ja osoitti tähtien liikkumista. Astrolabe edustaa monitoimilaitetta, joka laski auringon ja kirkkaiden tähtien sijainnit ja toimi myös eräänlaisena kellona kertomaan aikaa. Vuosisatojen ajan eri kulttuurit tekivät tähtikarttoja joko tähtiryhmien luokittelemiseksi tai tähtien suuruuden luetteloimiseksi. Tähtitieteilijät tekivät myös laajakuvalehtiä, paperiarkkeja, jotka kertoivat ihmisille pimennyksistä ja muista taivaallisista ilmiöistä.
Optisten teleskooppien kehitys
Myöhemmin optisista teleskoopeista tuli valinta kaukaisiin tähtiin. Taittavissa teleskoopeissa käytettiin kahta linssiä, joiden etulinssit taipuivat tai murtavat valoa, ja okulaaria suurennukseen. Tällaisista teleskoopeista tuli kuitenkin epäkäytännöllisiä suurissa kooissa. Sir Isaac Newton keksi heijastavan kaukoputken, joka käytti kovera peili valon fokusointiin. Tämä antoi tähtitieteilijöille mahdollisuuden tarkkailla paljon kauempana olevia tähtiä kuin ennen. Teleskoopit kasvoivat ajan myötä suuremmiksi ja kehittyneemmiksi. Teleskooppipeilit saavuttivat ylärajansa yhdellä ensisijaisella peilillä. Ensisijaiset peilit voidaan nyt segmentoida lasipainon ongelman ratkaisemiseksi.
Radioteleskoopit
Tähtitieteilijät laajensivat ohjelmistoa käyttämällä radioteleskooppeja tähtien lähettämien radioaaltojen havaitsemiseksi, mikä antaa tähtitieteilijöille tietoa tähtien valon aallonpituudesta. Teleskooppien metallirakenne mahdollistaa suuremman koon. Ryhmien suuremmat antennit mahdollistavat paljon suuremman radioaaltojen tarkkuuden.
Avaruusteleskoopit
Avaruuteen laukaistut teleskoopit edustavat tähtien tutkimisen seuraavaa vaihetta. Avaruusteleskoopit kiertävät maata, mutta ne on ohjelmoitu tutkimaan tähtiä eri tavoin. Infrapunasäteily, mikroaaltouuni ja gammasäteen havaitseminen on suoritettava ilmakehän ulkopuolella, joten Hubble-avaruusteleskoopin kaltaisilla teleskoopeilla on erittäin korkea resoluutio. Alun perin eksoplaneettojen havaitsemiseen suunniteltu Kepler-avaruusteleskooppi antoi uuden elämän supernovatutkimuksessa. Kepler ja sen seuraava tehtävä K2 voivat keskittyä jatkuvasti yhteen tilan tilaan tietyn ajanjakson ajan. Tämän avulla tähtitieteilijät voivat seurata räjähtävien tähtien etenemistä.
Fermi-gammasäde-avaruusteleskooppi helpotti neutronitähtien sulautumisen havaitsemista paljastaen gravitaatioaallot kosmoksessa. Osuuskunnalliset maan observatoriot ympäri maailmaa reagoivat nopeasti kokeilemaan useita havaintomuotoja, mukaan lukien neutronihiukkasten etsiminen. Muut kaukoputket havaitsevat röntgensäteet, jotka vapautuvat, kun neutronitähdet vetävät materiaalia painovoimaansa. Suhteellisen uusi tähtitieteen tähdistöalue käsittää gravitaatiolinssit, joissa avaruusteleskoopit ovat koska Hubble voi tarkkailla uskomattoman kaukaisia tähtiä etualan luonnollisen suurentavan vaikutuksen kautta galaksit.
Tähtitieteellisten instrumenttien vaikutus
Tutkimalla aurinkoa tähtitieteilijät auttavat sääennusteita ja vesihoitajia. Tutkimalla muita tähtiä ihmiset saavat tietoa maailmankaikkeuden elementeistä ja siitä, miten ihmiset sopivat siihen. Lisäksi nykyaikaisista tähtitieteellisistä instrumenteista johdettu tekniikka auttaa ihmisiä jokapäiväisessä elämässä, kuten Wi-Fi, matkapuhelimet, digitaalikamerat, puolustuksen varoitusjärjestelmät ja GPS-laitteet.
