دوربین CCD
دوربين CCD
اين روزها ضبط دادههای نجومی با تلسكوپهای بزرگ و متوسط به ندرت با وسايل عكاسی انجام ميشود. آشكارسازهای الكترونيكی موسوم به وسايل جفت شده به بار change couplet devices يا CCD جانشين دوربينها و وسايل عكاسی شدهاند. دوربينهای ديجيتال و ويديوی خانگی نيز مجهز به تراشههای CCD هستند. يك CCD تشكيل شده است از ويفر سيليسيوم كه در آرايهای دو بُعدی به تعداد زيادی جز تصوير يا پيكسل تقسيم شده است. وقتی نور به يك جز برخورد ميكند بار الكتريكی در پيكسل انبار ميشود. مقدار بار ذخيره شده با تعداد فوتونهای نوری كه بر پيكسل فرود آمده رابطه مستقيم دارد. يعنی متناسب با شدت نور در آن نقطه است. با كنترل الكترونيكی بار جمع شده ميتوان تصويری دو بُعدی ساخت و بر صفحهی رايانه آورد. مساحت اين وسيله فقط چند سانتيمتر مربع است كه پشتوانهی ميليونها پيكسل است. پيكسلها معمولا در شبكهای تنظيم شدهاند. CCDها مزيتهای چندی نسبت به فيلم يا صفحهی عكاسی دارند و بازده آنها خيلی بيشتر است. CCD تقريبا 75 درصد فوتونهايی را كه بر آن ميتابد، ضبط ميكند؛ در حالی كه اين رقم برای صفحهی عكاسی كمتر از 5 درصد است. پس با يك تلسكوپ معين، زمان نوردهی به CCD ده تا بيست مرتبه كمتر از صفحهی عكاسی است. در تصويرگيری نجومي، CCD جزئياتی را آشكاز ميسازد كه عكاسی نشان نميدهد. محدوده کار دوربین تا فروسرخ امتداد مییابد. به دلیل جذب تابش فرابنفش در سیلیسیوم، در طولموجهای کوتاهتر از 500 نانومتر حساسیت به سرعت افت میکند. جهت حل این مشکل دو روش ارائه شده است. یک شیوه، استفاده از پوششی است که فوتونهای فرابنفش را جذب کرده، نوری با طولموج بلندتر تابش میکند. روش دیگر این است که تراشه را وارونه کنیم و با نازک کردن آن، مقدار جذب را کاهش دهیم.
جریان تاریک
به دلیل نوفهی حرارتی در دوربین، حتی در تاریکی مطلق نیز یک جریان در خروجی وجود دارد که به جریان تاریک معروف است. برای کاهش نوفه، باید دوربین را خنک کرد. معمولاً دوربینهای سیسیدی نجومی را با نیتروژن مایع خنک نگه میدارند. بدین ترتیب بیشتر جریان تاریک حذف میشود. با وجود این، با سرد شدن آشکارساز، حساسیت آن نیز کاهش مییابد؛ بنابراین خیلی سرد هم خوب نیست. دما را باید ثابت نگه داشت تا دادهی به دست آمده یکدست باشد. آماتورها نیز میتوانند از دوربینهای سیسیدی با قیمت مناسب استفاده کنند. این دوربینها به صورت الکتریکی خنک میشوند. بسیاری از این دوربینها را میتوان برای کارهای علمی نیز به کار برد، البته اگر دقت بالایی مد نظر نباشد. جریان تاریک را میتوان به سادگی با بستن نوربند (شاتر) دوربین اندازه گرفت. اگر این جریان را از تصویر مشاهده شده کم کنیم، تعداد واقعی الکترونها ناشی از نور تابشی بهدست میآید.
منبع
كتاب نجوم به زبان ساده
کتاب مبانی ستارهشناسی (ترجمه کتاب Fundamental Astronomy/ نویسنده: هانو کارتونن و همکاران/ مترجم: غلامرضا شاهعلی [۱]