Newtonteleskop

Newtonteleskop är en typ av reflektionsteleskop som uppfanns av den brittiske vetenskapsmannen Sir Isaac Newton. Teleskopen använder sig av två reflektorer, eller speglar, där den största spegeln, kallad primärspegel är konkav och den mindre spegeln, sekundärspegeln, är en platt spegel som monteras diagonalt. Newtons första spegelteleskop stod färdigt 1668 och är det första kända reflektorteleskopet.^[1] Eftersom Newtonteleskopets konstruktion är mycket enkel är det en populär design hos amatörastronomer som bygger egna teleskop.^[2]

Historik

Newtons idé för ett reflektionsteleskop var inte ny. Både Galileo Galilei och Giovanni Francesco Sagredo hade tidigare diskuterat speglar som objektiv istället för linser som används i det då nyligen uppfunna refraktorteleskopet.^[3] Även andra, såsom Niccolò Zucchi, hävdade att de experimenterat med reflektorer så tidigt som 1616.^[4] Newton kan till och med ha läst James Gregorys bok Optica Promota från 1663, som beskriver reflektionsteleskop konstruerade med paraboliska speglar^[5], ett teleskop som Gregory själv misslyckats med att bygga.^[6]

En kopia av Newtons andra reflektionsteleskop, den modell han 1672 visade för Royal Society.^[7]

Newton byggde sitt reflektionsteleskop för att han misstänkte att det kunde bevisa hans teori om att vitt ljus innehåller ett spektrum av färger.^[8] Färgdistorsion (kromatisk aberration) var det största felet med dåtidens refraktorteleskop och det fanns många teorier om orsaken. I mitten på 1660-talet och med sin färgteori drog han slutsatsen att denna defekt berodde på optiken i refraktionsteleskopen och att de använda linserna fungerade som de prismor han experimenterade med. Denna effekt orsakade att ljuset bröts upp i sina färgbeståndsdelar och bildade regnbågsfärgade ringar runt ljusstarka astronomiska objekt. Newton misstänkte att det inte var mycket som kunde göras åt denna aberration, annat än att göra linser med mycket långa brännvidder om till exempel f/50. Om detta var sant skulle man kunna helt undvika aberrationen genom att inte använda linser - ett reflekterande teleskop.

På hösten 1668 byggde Newton sitt första reflektorteleskop. Han använde en legering av tenn och koppar för primärspegeln. Senare utvecklade han metoder för att ge spegeln dess form och kan mycket väl ha varit den första att använda beck som läppningsmaterial ^[9] för att polera spegelytan. Han valde att använda en sfärisk form istället för perebolisk för att förenkla tillverkningen, och även om detta introducerade sfärisk aberration gav det boten till den kromatiska aberrationen. Newton byggde sedan till den detalj som är utmärkande för denna typ av teleskop - ett plan sekundärspegel, diagonalt monterad nära pirmärspegelns brännpunkt så att ljusstrålarna reflekteras vinkelrätt ut från teleskopet och in i ett okulär på dess sida. Detta unika tillägg innebar minimal blockering av primärspegeln. Han tillverkade även teleskoptuben, foten och diverse monteringshårdvara. Newtons första version hade en prmärspegel om 1.3 tum (33 millimeter) och en fokallängd på f/5, dvs ungefär 165 mm.^[10] Han fann att teleskopet inte hade någon kromatisk aberration, och han kunde se de fyra Galileiska månarna och Venus faser. Newtons vän Isaac Barrow visade ett andra teleskop för en liten samling medlemmar av Royal Society of London mot slutet av 1671. De blev så imponerade att de i sin tur visade teleskopet för kung Karl II av England i januari 1672. Senare samma år blev Newton medlem i Royal Society.

Liksom sin föregångare Gregory, fann Newton att det var svårt att konstruera en effektiv reflektor. Det visade sig svårt att slipa spegelytan till en jämn kurva. Reflektionsmaterialet korroderade även snabbt, vilket i samband med teleskopets ringa storlek ledde till att teleskopet, jämfört med samtida refraktorteleskop, tedde sig mörkare. Då det var svårt att bygga anammades Newtons reflektorteleskop till en början mycket långsamt. Inte förrän 50 år senare, 1721, byggde John Hadley en mycket förbättrad modell som han också visade för Royal Society.^[11] Hadley hade löst många av svårigheterna med att slipa en parabolish spegel. Hans Newtonteleskop hade en primärspegel som var 6 tum i diameter (152 mm) och visade sig konkurrenskraftigt jämfört med samtidia refraktorteleskop.^[12] Storleken på reflektorteleskopen växte sedan mycket snabbt med en dubblering av primärspegeldiametern vart 50e år.^[13]

Dobsonteleskop

Ett Dobsonteleskop är en typ av Newtonteleskop som först formgavs av amatörastronomen John Dobson på 1960-talet och då kallades trottoarteleskop (eng sidewalk telescope). Teleskopet monteras på ett altazistativ och är på grund av sin enkla design lämpligt för hemmabyggare. Tack vare användning av vanligt förekommande material kan teleskop med relativt stora objektiv byggas till blygsamt pris. Teleskopet kan användas för att se ljussvaga fenomen såsom nebulosor. Primärspeglar syns oftast i storlekar såsom 100 mm (4 tum) up till 460 mm (18 tum) och i vissa fall även större.

Fördelar med Newtonteleskopet

Optiken hos ett Newtonteleskop som visar *tuben* (1), *primärspegeln* (2), och stödet för *sekundärspegeln* (på engelska även kallad "*spider*") (3).

De lider inte av kromatisk abberation, något som refraktorteleskop dras med.
Newtonteleskop är ofta billigare för motsvarande objektivdiameter (eller bländaröppning) hos andra teleskoptyper.
Eftersom det bara är en yta som måste slipas till en speciell form är tillverkning enklare och billigare än andra typer (som till exempel Gregorianska eller Cassegrainreflektorteleskop).
En kort brännvidd kan lättare uppnås, vilket leder till vidare synfält.
Okuläret monteras nära toppen av teleskopet, vilket i kombination med korta brännvidder medger kompakta och portabla system.

Nackdelar med Newtonteleskopet

Newtonteleskop, likt andra reflektorteleskop med paraboliska speglar, lider av koma, vilket är en aberration som manifesterar droppformade, kometliknande, avbildningar i synfältets utkanter.

Primärspegeln blockeras delvis av sekundärspegeln och dess monteringanordning. Diffraktion från monteringsanordningens stödben kan även orsaka minskad kontrast. Visuellt kan dessa effekter minskas genom att använda en två- eller trebent kurvad anordning.
För portabla Newtonteleskop kan kollimering vara ett problem. Stötar från transport kan få de två speglarna att röra sig, och detta innebär att teleskopet måste justeras efter varje transport. Med kommersiellt tillgängliga kollimeringsverktyg underlättas dock detta arbete.
Fokusplanet är asymmetriskt placerat nära teleskopets topp, och detta kan, för vissa vinklar, göra åtkomst till okuläret svårt.^[14]. För mycket stora teleskop måste man även betänka placering av motvikter.