Kopš seniem laikiem cilvēki brīnoties vēroja zvaigznes nakts debesīs. Astronomija, zvaigžņu izpēte, ir viena no vecākajām zinātnēm. Laika gaitā cilvēki izstrādāja instrumentus zvaigžņu izsekošanai, to palielināšanai un viņu uzvedības un satura izpētei. Mēģinot izprast Visumu, cilvēki ir uzzinājuši vairāk par savu vietu tajā.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Zvaigžņu pētīšanai izmantotie instrumenti attīstījās gadu tūkstošos. Senie instrumenti ietvēra kvadrantus, astrolabus, zvaigžņu kartes un pat piramīdas. Optiskie teleskopi svārstījās no refrakcijas līdz atstarošanai. Radioteleskopi, infrasarkano starojumu uztveroši teleskopi, gamma stari, rentgenstari un kosmosa teleskopi ir būtiski mūsdienu astronomijā.
Instrumenti senatnē
Senie cilvēki izmantoja zvaigznes, lai virzītos okeānos, pastāstītu laiku un noteiktu gadalaikus. Senajā Ēģiptē piramīdas tika uzceltas, lai izsekotu zvaigznei Sirius, lai prognozētu Nīlas upes plūdus. Senais instruments, ko sauc par kvadrantu, izmantoja sfērisku trigonometriju, lai izmērītu zvaigznes augstumu attiecībā pret horizontu. Armilārā sfēra, kas sastāv no metāla gredzeniem un izmanto zodiaku, ļāva novērot debesis un parādīja zvaigžņu kustību. Astrolābe pārstāvēja daudzfunkcionālu ierīci, kas aprēķināja Saules un spožu zvaigžņu atrašanās vietas, kā arī darbojās kā sava veida pulkstenis laika noteikšanai. Gadsimtu gaitā dažādas kultūras veidoja zvaigžņu kartes vai nu zvaigžņu grupu kategorizēšanai, vai zvaigžņu lieluma katalogam. Astronomi izgatavoja arī platlapas, papīra lapas, kas informēja cilvēkus par aptumsumiem un citām debesu parādībām.
Optisko teleskopu evolūcija
Vēlāk optiskie teleskopi kļuva par izvēlētiem instrumentiem tālu zvaigžņu novērošanai. Refraktējošajos teleskopos tika izmantoti divi objektīvi, priekšējie lēcas liecot vai laužot gaismu, un okulārs palielināšanai. Tomēr šādi teleskopi kļuva nepraktiski lielos izmēros. Sers Īzaks Ņūtons izgudroja atstarojošu teleskopu, kas gaismas fokusēšanai izmantoja ieliektu spoguli. Tas ļāva astronomiem novērot daudz attālākas zvaigznes nekā iepriekš. Laika gaitā teleskopi kļuva arvien lielāki un sarežģītāki. Teleskopa spoguļi sasniedza augšējo robežu ar vienu primāro spoguli. Tagad galvenos spoguļus var segmentēt, lai palīdzētu novērst stikla svaru.
Radioteleskopi
Astronomi paplašināja savu repertuāru, izmantojot radioteleskopus, lai noteiktu zvaigžņu izstarotos radioviļņus, kas astronomiem sniedz informāciju par zvaigžņu gaismas viļņa garumu. Teleskopu metāla konstrukcija ļauj nodrošināt lielāku izmēru. Lielākas antenas masīvos ļauj iegūt daudz lielāku radioviļņu izšķirtspēju.
Kosmosa teleskopi
Kosmosā palaisti teleskopi ir nākamais zvaigžņu izpētes posms. Kosmosa teleskopi riņķo ap Zemi, bet ir ieprogrammēti pētīt zvaigznes dažādos veidos. Infrasarkanais starojums, mikroviļņu un gamma staru noteikšana jāveic ārpus atmosfēras, tāpēc tādiem teleskopiem kā Habla kosmiskais teleskops ir ļoti augsta izšķirtspēja. Kosmosa teleskops Kepler, kas sākotnēji paredzēts eksoplanētu noteikšanai, piešķīra jaunu dzīvību supernovas (zvaigžņu eksplozijas) pētījumos. Keplers un tā turpmākā misija K2 var nepārtraukti koncentrēties uz vienu kosmosa plāksteri noteiktā laika posmā. Tas ļauj astronomiem sekot sprādzienzvaigžņu progresēšanai.
Fermi gammas staru teleskops veicināja neitronu zvaigžņu saplūšanas noteikšanu, atklājot gravitācijas viļņus kosmosā. Kooperatīvās zemes observatorijas visā pasaulē ātri reaģēja, lai izmēģinātu dažādas novērojumu formas, tostarp meklējot neitronu daļiņas. Citi teleskopi uztver rentgenstarus, kas izdalās, kad neitronu zvaigznes ievelk materiālu gravitācijā. Salīdzinoši jauns zvaigžņu astronomijas lauks ietver gravitācijas objektīvus, kuros kosmosa teleskopus jo Habls var novērot neticami tālas zvaigznes, izmantojot priekšplāna dabisko palielinošo efektu galaktikas.
Astronomijas instrumentu ietekme
Pētot Sauli, astronomi palīdz sinoptiķiem un ūdens pārvaldniekiem. Pētot citas zvaigznes, cilvēki iegūst zināšanas par Visuma elementiem un to, kā cilvēki iekļaujas. Turklāt tehnoloģija, kas iegūta no moderniem astronomiskiem instrumentiem, palīdz cilvēkiem ikdienas dzīvē, piemēram, Wi-Fi, mobilajos tālruņos, digitālajās kamerās, aizsardzības brīdināšanas sistēmās un GPS ierīcēs.