กล้องโทรทรรศน์นั้นแท้จริงแล้วก็คือ ถังรวมแสง
เหตุที่นักดาราศาสตร์ต้องสร้างกล้องโทรทรรศน์ให้มีขนาดใหญ่ก็เพื่อการรวมแสงให้ได้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เปรียบได้กับการนำภาชนะไปรองน้ำฝน ยิ่งปากภาชนะกว้างก็ยิ่งรวบรวมน้ำฝนได้มาก
(ภาพที่ 1)
กล่าวให้ชัดเจนยิ่งขึ้นได้ว่าพื้นที่ของหน้ากล้องยิ่งมากก็ยิ่งรวมแสงได้มาก และยิ่งรวมแสงได้มาก สิ่งที่เคยปรากฏสลัวก็ยิ่งปรากฏสว่างมากขึ้น
ดังนั้น กล้องโทรทรรศน์ที่มีรัศมีกล้องโตกว่ากล้องโทรทรรศน์อีก 2 เท่าตัวจะมีพื้นที่รับแสงมากกว่าอีกถึง 4 เท่า
เนื่องจากพื้นที่รับแสงนั้นสำคัญมาก นักดาราศาสตร์จึงมักเรียกกล้องโทรทรรศน์ด้วย เส้นผ่านศูนย์กลางหน้ากล้อง (aperture)
(ภาพที่ 2)
กล้องโทรทรรศน์ Keck ในฮาวายนั้นเป็นกล้องโทรทรรศน์แฝด แต่ละตัวมีหน้ากล้องเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 เมตร กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.4 เมตร ส่วนรูรับแสงของดวงตามนุษย์โดยเฉลี่ยแล้วมีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียง 8 มม.
ดังนั้น กล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลจึงมีพื้นที่รับแสงมากกว่าดวงตามนุษย์มากถึง 90,000 เท่า พูดง่ายๆ ว่าในช่วงเวลาเท่ากัน กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลจะมีแสงตก
กระทบมากกว่าเข้าสู่ดวงตามนุษย์เรา 90,000 เท่านั่นเอง ส่วนกล้อง Keck นั้นมีพื้นที่รับแสงมากกว่าดวงตามนุษย์ราว 1.5 ล้านเท่า และมากกว่ากล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล
17 เท่า
อย่างไรก็ตาม กล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลก็มีข้อได้เปรียบกล้อง Keck ตรงที่ไม่ถูกชั้นบรรยากาศโลกรบกวน
ฟิลเตอร์ อุปกรณ์สำคัญอย่างหนึ่งที่นักดาราศาสตร์ใช้ในการถ่ายภาพและศึกษาวัตถุท้องฟ้า โดยนักดาราศาสตร์จะใช้ฟิลเตอร์ในการกรองเอาความยาวคลื่นที่ไม่สนใจออกไป ให้เหลือไว้เพียงความยาวคลื่นที่ต้องการศึกษา
ฟิลเตอร์จะมีลักษณะเป็นแก้วสีสันต่างๆ กัน หากแบ่งในช่วงคลื่นที่ตามองเห็นสามารถแบ่งได้เป็น
– ฟิลเตอร์ B (มาจาก Blue คือสีน้ำเงิน) ยอมให้แสงความยาวคลื่น 390-480 นาโนเมตรผ่าน
– ฟิลเตอร์ V (มาจาก Visual หมายถึงสีเขียว) ยอมให้แสงความยาวคลื่น 500-590 นาโนเมตรผ่าน
– ฟิลเตอร์ R (มาจาก Red คือสีแดง) ยอมให้แสงความยาวคลื่น 570-710
นาโนเมตรผ่าน
บางฟิลเตอร์ก็ยอมให้ความยาวคลื่นบางค่าจากเส้นสเปกตรัมเล็กๆ ผ่าน, บางฟิลเตอร์เลือกให้รังสียูวี หรือ อินฟราเรดผ่านได้
การศึกษาวัตถุท้องฟ้าผ่านฟิลเตอร์ต่างๆ ทำให้นักดาราศาสตร์หาได้ว่าอุณหภูมิของวัตถุนั้นเป็นเท่าใด และศึกษาพฤติกรรม รวมทั้งคุณสมบัติสำคัญของวัตถุนั้นๆ ได้
อาทิตย์หน้าจะเล่าเรื่องการโฟกัสแสงให้ฟังแบบเข้าใจง่ายๆ ครับ
(ภาพที่ 3)
ในภาพนี้เป็นการถ่ายภาพด้วยฟิลเตอร์ 7 ช่วงความยาวคลื่น ตั้งแต่รังสียูวี แสงที่ตามองเห็นจนถึงอินฟราเรด แล้วนำภาพที่ได้มาซ้อนกันตรงกลาง
อย่าลืมว่าฟิลเตอร์ไม่ได้เปลี่ยนสีของแสงที่เดินทางผ่าน ถ้าเราใช้ฟิลเตอร์สีน้ำเงินกรองแสง นั่นหมายความว่าสีเพียงแสงสีน้ำเงินเท่านั้นที่ฟิลเตอร์ยอมให้ผ่านได้
สิ่งของต่างๆ ที่เราพบเห็นมีการปลดปล่อยหรือสะท้อนแสงออกมาหลายความยาวคลื่นอยู่แล้ว ดังนั้น เมื่อมองของสีเหลืองผ่านฟิลเตอร์สีน้ำเงิน มันอาจไม่ได้ปรากฏเป็นสีดำก็ได้
