Dyfrakcja

Czym jest dyfrakcja w astronomii i jak ogranicza teleskopy?

Dyfrakcja to zjawisko ugięcia fal świetlnych na krawędziach przeszkód, szczelin lub przy przejściu przez otwory. W optyce astronomicznej dyfrakcja na krawędzi obiektywu lub lustra teleskopu ogranicza jego rozdzielczość kątową – zdolność rozdzielania dwóch bliskich punktów. Teoretyczne ograniczenie dyfrakcyjne opisuje kryterium Rayleigha: minimalny rozdzieralny kąt wynosi 1,22 λ/D, gdzie λ to długość fali, a D to apertura teleskopu.

Dyfrakcja objawia się praktycznie w postaci charakterystycznych wzorów: gwiazdy na zdjęciach kosmicznych teleskopów (np. Hubble, Webb) otoczone są symetrycznymi ramionami dyfrakcyjnymi – efekt kratownicy podtrzymującej lustro wtórne. Teleskop Webba ma sześć ramion dyfrakcyjnych wynikających z sześciokątnego kształtu segmentów lustra. Im większa apertura, tym mniejszy efekt dyfrakcji i wyższa rozdzielczość – stąd dążenie do budowy coraz większych teleskopów. Interferometria astronomiczna (VLBI) pozwala przekroczyć dyfrakcyjne ograniczenia pojedynczego teleskopu przez łączenie sygnałów z odległych anten.