Warum werden Wellenlängen, die kürzer als sichtbares Licht sind, von neuen Teleskopen vernachlässigt?

Das folgende Diagramm, das ich aus diesem Beitrag von @ HDE226868 gestohlen habe, zeigt, dass die Winkelauflösung als Funktion der Wellenlänge plötzlich um drei Größenordnungen vom sichtbaren zum UV-Licht abnimmt. Die Auflösung von Wellenlängen, die kürzer sind als die des Very Large Telescope Interferometers oder des European Extremely Large Telescope, wird im nahen UV plötzlich auf den Faktor tausend reduziert.

Dies liegt offensichtlich an den Eigenschaften der Erdatmosphäre. Aber große Weltraumteleskope wie das JWST und das WFIRST werden die Lücke im fernen Infrarot füllen. Warum sind keine so ambitionierten Weltraumteleskope für UV und kürzere Wellenlängen geplant? (Oder ist das plötzliche Abschneiden in diesem Diagramm irreführend?)

Liegt es daran, dass es selbst in Weltraumobservatorien schwieriger ist, oder liegt es daran, dass die Winkelauflösung von UV und kürzeren Wellenlängen von geringerem wissenschaftlichen Wert ist?

$\lambda/D$Um eine Auflösung zu erzielen, die der eines optischen Teleskops entspricht, kann ein UV-Teleskop kleiner sein. Sie müssen jedoch auch eine Optik haben, die bis zu einem Bruchteil einer Wellenlänge gut ist, also viel besser als das sichtbare / IR. Bei noch kürzeren Wellenlängen funktioniert die herkömmliche "Optik" nicht, weil Photonen absorbiert werden und Sie zu den streifenden Einfallstechnologien von Röntgenteleskopen übergehen, was ein ganz anderes Spiel ist und es viel schwieriger ist, eine bestimmte Winkelauflösung zu erreichen.

In Anbetracht dessen würde ich in den 80er / 90er Jahren vermuten, dass eine Entscheidung über den Wellenlängenbereich getroffen wurde, den der Nachfolger von HST abdecken soll (dh JWST zu einem Preis von ungefähr 10 Milliarden USD). Der wahre Grund, dass kein bedeutender UV-Nachfolger vorhanden ist Für HST oder IUE ist es jetzt einfach so, dass davon ausgegangen wird, dass die wichtigsten wissenschaftlichen Prioritäten bei Wellenlängen im nahen und mittleren IR-Bereich erreichbar sind. Dies sind: Beobachtung des Universums mit hoher Rotverschiebung (ab einer Rotverschiebung von 3 wird im Wesentlichen kein UV-Licht von Galaxien erfasst), Beobachtung der Stern- und Planetenbildung (meist in staubigen Umgebungen, in denen UV-Licht nicht austreten kann und protoplanetare Scheiben meist bei IR-Wellenlängen emittieren) und dies exoplanetare Wissenschaft (Planeten sind kühler als Sterne und emittieren hauptsächlich im IR).

Aus diesem Grund glaube ich nicht, dass ein großes UV-Teleskop (zumindest das Äquivalent zu JWST) technologische Showstopper aufweist, sondern es kommt nur auf wissenschaftliche Prioritäten an.

Sie haben insofern Recht, als der scharfe Abfall einfach darauf zurückzuführen ist, dass im UV-Bereich nur sehr wenige Großteleskope geplant sind, während im Infrarotbereich eine erhebliche Anzahl geplant ist. Wie ich in meiner Antwort erwähnt habe, die Sie mit CHARA und dem EELT verknüpft haben , zwei der am häufigsten geplanten Infrarot- / Sichtbar-Projekte, werden neue Technologien für adaptive Optiken verwenden, wodurch sie früheren Teleskopen weit überlegen sind - auch wenn sie bodengebunden sind.

$\mu$

Wenn ATLAST oder ein ähnliches Projekt verfolgt wird, könnte die Winkelauflösung bei UV-Wellenlängen in der Größenordnung von 0,1 Bogensekunden oder hoffentlich darunter liegen. Das würde passen und dann Hubble schlagen. Nach ersten Schätzungen belaufen sich die Kosten für die 8-m-Version jedoch auf 4,5 Milliarden US-Dollar. Hubble und andere weltraumgestützte Teleskope wurden bekanntermaßen durch unvorhergesehene Kostensteigerungen in Mitleidenschaft gezogen. Kleinere Schritte können erforderlich sein, bevor wir 8 Meter erreichen können, und sicher bevor wir 16 erreichen können. Das wird eine Weile dauern, wahrscheinlich ein Jahrzehnt oder länger.

Verweise

• Briefträger & Berg
• Thronson et al. (2015)
• Postman et al. (2010)