Trama de la mejor resolución disponible frente a la longitud de onda: ¿radio a través de rayos gamma?

Lo que estoy buscando es un gráfico que muestre de manera general la mejor resolución de telescopio disponible frente a la longitud de onda en todo el espectro de longitud de onda. Entonces, por ejemplo, podría haber dos picos de muy alta resolución en alto

longitudes de onda milimétricas ( ALMA )
longitudes de onda visibles ( HST y muchos telescopios terrestres con óptica adaptativa )

La hermosa imagen a continuación de esta gran respuesta me hizo pensar. Lo he vuelto a publicar desde allí.

^{Imagen cortesía del usuario de Wikipedia Hunster bajo la licencia Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported .}

Las imágenes infrarroja, ultravioleta y de rayos X provienen del telescopio espacial Spitzer, el observatorio SWIFT y el observatorio Chandra, respectivamente.

— UH oh
fuente

Después de un poco de búsqueda, encontré esta página de blog , que tiene varios cuadros sobre varios observatorios, incluido este:

^{Imagen cortesía de Olaf Frohn bajo la licencia Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 .}

La mayoría son espaciales, aunque los radiotelescopios son en su mayoría terrestres. Cubren los telescopios existentes y futuros, con energías desde el espectro de rayos gamma hasta las ondas de radio. También tiene razón al suponer que la óptica adaptativa puede causar aumentos dramáticos en la resolución angular; Tanto CHARA como el telescopio extremadamente grande europeo utilizan ópticas adaptativas, y en realidad pueden tener mejores resoluciones angulares que algunos telescopios espaciales.

Anoté el gráfico para cubrir en verde la resolución angular más pequeña en varias longitudes de onda:

Observe que la mayoría de las líneas en la radio, microondas y la parte infrarroja del espectro son diagonales, con aproximadamente la misma pendiente. Esto se debe a que están limitados por difracción . En el caso de las ondas de radio, esto se debe a que la atmósfera tiene poco impacto. En el caso de los telescopios de longitud de onda infrarroja y visible en el espacio, y en los telescopios basados en el espacio en general, lo principal que los detiene es el límite de difracción.

El límite de difracción es donde es la longitud de onda y es la apertura numérica . En un diagrama log-log, como el de arriba, tenemos

re = \frac{λ}{2 norte pecado θ}

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

λ

$\lambda$

n \sin θ

$n\sin\theta$

Iniciar sesión re = Iniciar sesión λ - Iniciar sesión (2 norte pecado θ)

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

\frac{re Iniciar sesión re}{re Iniciar sesión λ} = 1

$\frac{\mathrm{d}\log d}{\mathrm{d}\log\lambda}=1$ para todos los telescopios limitados por la ecuación. Por lo tanto, los telescopios restringidos por este límite deben describirse mediante una línea diagonal con una pendiente de 1 (-1 en este gráfico).

— HDE 226868
fuente

¡Este es un gráfico increíble! No reconozco a la mayoría de ellos, pero gracias a Internet, este puede ser un gran trampolín para aprender mucho. Supongo que la resolución de rayos X está limitada por la óptica geométrica, por lo que no depende de la longitud de onda, y la resolución de rayos gamma de mayor energía está limitada contando estadísticas de fotones o fotoelectrones secundarios, por lo que es aproximadamente

\propto 1 / \sqrt{E}

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

— uhoh