Grafico della migliore risoluzione disponibile rispetto alla lunghezza d'onda

Quello che sto cercando è un grafico che mostri in generale la migliore risoluzione disponibile del telescopio rispetto alla lunghezza d'onda nell'intero spettro delle lunghezze d'onda. Quindi, ad esempio, potrebbero esserci due picchi di risoluzione molto elevata

lunghezze d'onda millimetriche ( ALMA )
lunghezze d'onda visibili ( HST e molti telescopi terrestri con ottica adattiva )

La bellissima immagine qui sotto di questa grande risposta mi ha fatto pensare. L'ho ripubblicato da lì.

^{Immagine gentilmente concessa dall'utente di Wikipedia Hunster con licenza Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported .}

Le immagini a infrarossi, ultravioletti e a raggi X provengono rispettivamente dal telescopio spaziale Spitzer, dall'osservatorio SWIFT e dall'osservatorio Chandra.

— Uh Oh
fonte

Dopo un po 'di ricerche, ho trovato questa pagina del blog , che contiene diversi grafici su vari osservatori, incluso questo:

^{Immagine gentilmente concessa da Olaf Frohn ai sensi della licenza Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 .}

La maggior parte sono spaziali, sebbene i radiotelescopi siano in gran parte terrestri. Coprono i telescopi esistenti e futuri, alle energie dallo spettro dei raggi gamma alle onde radio. Anche tu hai ragione nel supporre che l'ottica adattiva può causare drammatici aumenti della risoluzione angolare; CHARA e l' European Extremely Large Telescope utilizzano entrambi ottiche adattive e in realtà possono avere risoluzioni angolari migliori rispetto ad alcuni telescopi spaziali.

Ho annotato il grafico per coprire in verde la più piccola risoluzione angolare a varie lunghezze d'onda:

Si noti che la maggior parte delle linee nella radio, nel microonde e nella parte infrarossa dello spettro sono diagonali, con approssimativamente la stessa pendenza. Questo perché sono limitati dalla diffrazione . Nel caso delle onde radio, ciò è dovuto al fatto che l'atmosfera ha un impatto limitato. Nel caso dei telescopi a lunghezza d'onda a infrarossi e visibili nello spazio - e nei telescopi basati sullo spazio in generale, la cosa principale che li ferma è il limite di diffrazione.

Il limite di diffrazione è

d = \frac{λ}{2 n \sin θ}

$d=\frac{\lambda}{2n\sin\theta}$ dove

λ

$\lambda$ è lunghezza d'onda e

n \sin θ

$n\sin\theta$ è l' apertura numerica . Su un diagramma log-log, come quello sopra, abbiamo

\log d = \log λ - \log (2 n \sin θ)

$\log d=\log\lambda-\log(2n\sin\theta)$ e

\frac{d \log d}{d \log λ} = 1

$\frac{\mathrm{d}\log d}{\mathrm{d}\log\lambda}=1$ per tutti i telescopi limitati dall'equazione. Pertanto, i telescopi limitati da questo limite dovrebbero essere descritti da una linea diagonale con una pendenza di 1 (-1 in questo grafico).

— HDE 226868
fonte

Questa è una grafica incredibile! Non riconosco la maggior parte di loro, ma grazie a Internet questo può essere un ottimo trampolino per imparare molto. Immagino che la risoluzione dei raggi X sia limitata dall'ottica geometrica, quindi non dipende dalla lunghezza d'onda, e la massima risoluzione dei raggi gamma di energia è limitata dal conteggio delle statistiche di fotoni o fotoelettroni secondari, quindi è approssimativamente

\propto 1 / \sqrt{E}

$\propto 1/\sqrt{E}$ ?

— uhoh

Grafico della migliore risoluzione disponibile rispetto alla lunghezza d'onda - radio attraverso i raggi gamma?