素晴らしい屈折望遠鏡

大屈折望遠鏡はレンズを備えた大型の望遠鏡を指し、通常は赤道儀を備えた天文台にある最大の屈折望遠鏡である。観測天文学におけるこのスタイルの卓越性と成功は、19世紀から20世紀初頭の近代望遠鏡の時代を定義した^{[1] 。 [1]}大屈折望遠鏡は、（反射望遠鏡の鏡とは対照的に）色消しレンズを使用した大型の屈折望遠鏡である。それらはしばしば世界最大、または地域最大であった。典型的な設計は反射望遠鏡よりも口径が小さいにもかかわらず、大屈折望遠鏡には多くの利点があり、天文学で人気があった。^{[1]大型屈折望遠鏡を国際展示会で展示することも人気があり、その例としては、} 1851年の世界博覧会でのトロフィー望遠鏡や、 1893年のシカゴ万国博覧会でのヤーキス大屈折望遠鏡が挙げられる。

19世紀の新しい天文台では、大屈折望遠鏡が中心となることが多かったが、子午線望遠鏡、ヘリオメーター、天体望遠鏡、コメットシーカーや赤道儀などの小型屈折望遠鏡などの他の天文機器と併せて使用されるのが一般的だった。大屈折望遠鏡は二重星の観測によく使用され、フィラーマイクロメーターが装備されていた。天体写真の先駆的研究は大屈折望遠鏡によって行われた。^[2]

屈折望遠鏡の主な成果の一例として、1935年にグリフィス天文台が開設されて以来、700万人を超える人々が同天文台の12インチ ツァイス屈折望遠鏡をのぞき見してきました。これは、あらゆる望遠鏡をのぞき見た人の最多記録です。 ^[3]現代では、多くの大型屈折望遠鏡が重要な歴史的遺物となり、天文学の普及活動によく使用されています。しかし、望遠鏡としての使用が困難であったため、多くは閉鎖されたり、移動されたりもしています。現代では口径と位置が重要ですが、古いタイプの天文台は、天文学が1つの機能にすぎなかったため、町の近くに位置していることが多かったです。主な仕事は、天気を記録し、正確な位置を決定し、現地時間を決定することだけでした。現代では、これらの機能の多くは他の場所で実行され、地元で伝達されます。

屈折望遠鏡の有名な功績としては、海王星の発見、火星の衛星の発見、そしてさまざまな星表の編纂が挙げられます。屈折望遠鏡の派生機器であるヘリオメーターは、1800 年代半ばに初めて幾何学的視差によって別の恒星までの距離を測定するために使用されました。望遠鏡が大型化、長くなるにつれ、口径の増加は比較的控えめでしたが、その巨大なサイズは、数階建ての高さのドーム内で数トンの重量が動くというものでした。物理的には、最大の望遠鏡の多くは、現代の反射望遠鏡よりも大きかったのです。

19世紀初頭、若きエドワード・ジョシュア・クーパーがアイルランドに当時最も豪華な設備を備えた天文台を建設した。^{[4]クーパーは}パリ のコーショワが製作した世界最大のレンズ（対物レンズ径13.3インチ（約34.8cm））を1200ポンドで購入し、天文台の目玉として設置した。^{[4] [5] 1834年までに、このレンズはダブリンの}トーマス・グラブが提供した赤道儀に取り付けられた。これは1830年代初頭の世界最大の屈折望遠鏡であり、クーパーはこの望遠鏡を使って1835年にハレー彗星のスケッチを描き、1836年5月15日の日食を観察した。^[5]

1833年、ノーサンバーランド公爵は、ノーサンバーランドの新しい天文台に大型望遠鏡を設置するため、パリのコーショワ対物レンズを寄贈した。 [ ^6]この望遠鏡は、いくつかの改良を加えながら1世紀以上使用されたが、オリジナルの望遠鏡は「開口径11.6インチ、焦点距離19フィート6インチのアクロマートダブレット」であった。^[6]

17世紀後半には非常に大きくて扱いにくい非アクロマート 航空望遠鏡 があり、 18世紀にはチェスター・ムーア・ホールらが小型のアクロマート望遠鏡の実験を行っていたが、ジョン・ドロンド （1706年 - 1761年）はアクロマート対物ガラスとレンズを発明し、最大3 - 5インチ（8 - 13 cm）の口径のアクロマート望遠鏡を可能にした。^{[7] [8]}スイスのピエール・ルイ・ギナン（1748年 - 1824年）は、はるかに大きなクラウンガラスとフリントガラスのブランクを作る方法を発見し開発した。^{[8]彼は機器製作者の}ジョセフ・フォン・フラウンホーファー （1787年 - 1826年）と協力し、19世紀初頭にこの技術を機器に使用した。^[8]

大屈折望遠鏡の時代は、1820年代初頭にヨーゼフ・フォン・フラウンホーファーが製作した最初の近代的なアクロマート屈折望遠鏡から始まった。 ^{[9] [10] [11] [12]} これらの最初のものは、当時エストニア県（エストランド）のドルパット天文台（後にエストニア南部のタルトゥ天文台となった）にあったドルパット大屈折望遠鏡、別名フラウンホーファー9インチ望遠鏡であった。フラウンホーファー製のこの望遠鏡は、9 パリインチ（約9.6インチ（24cm））口径のアクロマートレンズと4メートル（13.4フィート）の焦点距離を持っていた。また、フラウンホーファーが開発した「ドイツ式赤道儀」と呼ばれる最初の近代的な赤道儀タイプも装備しており、 ^[13]このマウントはそれ以降、ほとんどの大型屈折望遠鏡の標準となった。ベルリン天文台のフラウンホーファー「9インチ」（24 cm）は、ヨハン・ゴットフリート・ガレが海王星を発見した際に使用されました。^[14]開口部は最も近い大きな数字に丸められる傾向があり、変換を行うと一種のずれが生じる可能性があります。フラウンホーファー「9インチ」は9パリインチで、約9.6インチまたは約24 cmであり、正確には9英国インチではなく、10インチに近いものでした。（パリインチはプースとも呼ばれます）

1851年、ハイドパークで開催された万国博覧会で、注目された展示品の一つが、長さ5メートル（16フィート）の望遠鏡で、「トロフィー望遠鏡」と呼ばれ、博覧会で取り上げられました。^{[15]この望遠鏡は天文学者の}ジェームズ・ウィリアム・グラントによって設置され、口径11インチ（280mm）、焦点距離16フィート（4.88m）でした。^{[16] [17]}

1861年の国際博覧会では、サイズが拡大され、21インチの対物レンズを備えた望遠鏡が展示されました。^[18]バッキンガム望遠鏡またはウォルワース・コモン望遠鏡の対物レンズはウィリアム・レイによって製造されました。^[18]

1862年1月31日、アメリカの望遠鏡製作者で天文学者のアルヴァン・グラハム・クラークが、現在ではシリウスB、あるいは愛称で「子犬」と呼ばれている、かすかな伴星を初めて観測した。^{[19]これは、}ディアボーン天文台の口径18.5インチ（470 mm）の大屈折望遠鏡の試験中に起こった。この望遠鏡は、当時存在していた屈折望遠鏡レンズとしては最大級のもので、米国でも最大の望遠鏡であった。^[20]

ニューオール望遠​​鏡には、25インチ（63.5 cm）の対物レンズ屈折望遠鏡が設置されました。^[18]この望遠鏡にはチャンス社製の対物レンズが、トーマス・クック社製の望遠鏡全体が搭載されました。^[21]この望遠鏡はロバート・スターリング・ニューオールのために作られ、1869年に完成した当時は世界最大の屈折望遠鏡でした。^[21] 1950年代にケンブリッジ大学はニューオール望遠​​鏡をアテネ国立天文台に寄贈し、アテネ国立天文台はこれを受け取り、それ以来ずっとそこに設置されています。^{[21]ギリシャでは、}ペンデリ山近くの新しい特注のドーム型の建物に設置されました。^[21]

屈折望遠鏡は世紀の終わりまでにサイズが4倍になり、1895年に作られた史上最大の実用的な屈折望遠鏡であるヤーキス天文台の40インチ（1メートル）口径で頂点に達した。 ^{[22] [23]}この偉大な屈折望遠鏡は、当時の技術の限界を押し広げた。2枚の色消しレンズ（当時最大のレンズ）の製造には、18回の試行と、アルヴァン・クラーク＆サンズ社とパリのシャルル・フェイルの協力が必要だった。^[23]光学口径を実現するために、実際には物理的にわずかに大きく、41 3/8インチになった。^{[24]屈折望遠鏡は技術的な限界に達していた。}重力によるレンズのたわみの問題により、屈折望遠鏡は約1メートルを超えることはできなかったが、 ^{[25]ヤーキスの40インチ対物レンズを作った}アルヴァン・G・クラークは、亡くなる前に45インチ（114cm）は可能だと語っていた。^[24]レンズに加えて、望遠鏡の残りの部分は、サイズにもかかわらず、実用的で高精度な機器である必要がありました。たとえば、ヤーキス管だけで75 トンの重さがあり、より小さな機器と同じくらい正確に星を追跡する必要がありました。^[24]

大型の屈折望遠鏡と反射望遠鏡の選択は、当時の技術によって決まりました。^[26] 屈折望遠鏡の場合、大型の色消しレンズ用の光学ガラスのディスク2枚を製造するのは困難な作業でした。19世紀のほとんどの期間、反射望遠鏡の主鏡にはスペキュラムメタルが好まれていました。これは、当たった光の最大66%を反射し、数か月で変色してしまう物質でした。そのため、主鏡は取り外して磨き、正しい形に作り直す必要がありました。この作業が非常に難しいため、望遠鏡の鏡は使用されなくなったことがありました。 ^[27] 19世紀半ばには、ガラスを金属でコーティングする技術が大きな利点をもたらし、この技術はその後の数十年間でより一般的になりました。21世紀でも、ハッブル宇宙望遠鏡などの宇宙望遠鏡をはじめ、金属でコーティングしたガラス鏡は人気を保っています。

1900 年のパリ万国博覧会の望遠鏡は、 1.25 m (49.2 インチ) レンズの重力による歪みを克服するために水平位置に固定され、2 m のサイドロスタットで照準が合わせられました。このデモ用望遠鏡は、万国博覧会の閉幕後に廃棄されました。トレプトウ屈折望遠鏡は、1896 年のベルリン大産業博覧会のために建造されました。

19世紀後半、大型屈折望遠鏡は、 1877年の火星の衛星の発見、1892年の木星の衛星アマルテアの発見など、いくつかの大きな成功を収めました。これは、ガリレオ以来初めて発見された木星の新衛星でした。さらに、大型屈折望遠鏡は、天体写真や分光学の画期的な研究にも使用されました。1904年にポツダムの大型屈折望遠鏡によって星間カルシウムが発見され、その発見は完結しました。しかし、この時期、大型屈折望遠鏡は、パーソンズタウンのリヴァイアサンなどの大型反射望遠鏡の影に隠れ、クロスリー反射望遠鏡や、ますます大型化する銀とガラスの鏡の研究により、大型屈折望遠鏡は時代遅れになりました。

大型の反射望遠鏡が屈折望遠鏡に取って代わるにつれ、この時代はゆっくりと終わりを迎えた。1856年から1857年にかけて、カール・アウグスト・フォン・シュタインハイルとレオン・フーコーは、ガラス製の望遠鏡の鏡に銀の層を蒸着するプロセスを導入した。銀メッキされたガラスの鏡は、鏡面金属よりもはるかに優れたもので、反射望遠鏡を実用的な機器にした。大型反射望遠鏡の時代が始まり、36インチ (91 cm) のクロスリー反射望遠鏡(1895年)、60インチ (1.5 m)のウィルソン山天文台のヘール望遠鏡 (1908年)、100インチ (2.5 m) のウィルソン山フッカー望遠鏡 (1917年) などの望遠鏡が登場した。 ^{[28] [29]} 口径で最大の屈折望遠鏡を上回った他の2つの大型望遠鏡は、 1900年代初頭に稼働を開始したカナダのドミニオン天体物理天文台とデイビッド・ダンラップ天文台である。

展示用望遠鏡を除けば、ヨーロッパ最大の屈折望遠鏡は、ムードン（後にパリ天文台の一部となった）のラ・グランド・リュネット望遠鏡で、口径33インチ（84cm）の主望遠鏡を備えた二重望遠鏡となる。 ^[30]これは、1900年の万国博覧会の大型望遠鏡も製作したヘンリー兄弟とゴーティエによって製造された。^[30]

19世紀後半に化学ベースの天体写真が登場したことで、大型屈折望遠鏡をこの用途に適応させることが困難になった。^[31]アクロマートレンズは人間の目が敏感な黄色の光に合わせて色補正されていたが、当時の写真乾板はスペクトルの青い端の光に敏感だったため、異なる色補正と焦点面を持つレンズが必要だった。この問題の解決策には以下が含まれていた。^[31]

• 2つの望遠鏡を並べて設置し、1つは視覚用、もう1つは写真撮影用とする。
• 単一の望遠鏡を搭載しているが、視覚対物レンズと写真撮影対物レンズは交換可能
• 写真撮影用に補正レンズを追加した視覚用対物レンズの作成
• 反転できる特殊な対物レンズを作り、片側は視覚用、裏返すと写真用になる

最初の例としては、1891年に完成したパリのムードン大屈折望遠鏡が挙げられる^。[31]この望遠鏡には、1つの鏡筒に32.7インチの視覚対物レンズがあり、その横には写真撮影用の24.4インチのレンズが付いた別の鏡筒があった。 [31] 3つ目の補正レンズで写真撮影用に改造した例としては、リック望遠鏡がある。^{[ 31]}この望遠鏡を写真撮影用に改造するために、33インチの補正レンズが使用された。^[31]

優れた屈折望遠鏡は、その品質、耐久性、有用性が高く評価されました。これらは、レンズの品質、マウントの品質、口径、長さなどの特徴と相関していました。長さが重要だったのは、折り畳んで短くできる反射望遠鏡とは異なり、ガラス レンズの焦点距離は望遠鏡の物理的な長さと相関し、光学的および画質上の利点があったためです。

19世紀最大の屈折望遠鏡の変遷。民間の天文台にあった望遠鏡の中には、あまり使われなかったり、問題があったりしたものも含まれている。^{[33] [34]}

2 番目に大きい屈折望遠鏡、またはその他の注目すべきもの。

19 世紀後半のいくつかの大規模な改修の大まかな歴史的経緯:

これらは実際は、航空望遠鏡の中で最も長い単焦点屈折望遠鏡よりもはるかに短いものでした。^[48]

パリの博覧会の望遠鏡は、照準を合わせるために鏡を使用する以外は、その意味では天文台の「偉大な」屈折望遠鏡ではありませんでしたが、そうであった可能性もあり、巨大なヤーキス屈折望遠鏡とトレプトウ屈折望遠鏡はどちらも、当時の主要なイベントであった博覧会で実際にデビューしました。

• 1896 年にトレプトウ天文台（後にアルヘンホルト天文台と改名）で撮影されたグローサー屈折望遠鏡の現代のビデオ
• 
  ニューオール屈折望遠鏡（1870 年の図）
• 
  ストラスブール天文台の4つの天文観測装置、その中には大屈折望遠鏡も含まれる
• 
  シンシナティ天文台、11 インチ「メルツとマーラー」屈折望遠鏡の図解 (「スミスの図解天文学」1848 年より)。

• アクロマートレンズ
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• 最大の光学屈折望遠鏡のリスト
• 18 世紀最大の光学望遠鏡のリスト
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• 20世紀最大の光学望遠鏡のリスト
• 望遠鏡の種類一覧

• 「望遠鏡の発展の歴史」著者：シーラッハ、WFH
• 「19世紀の偉大な屈折望遠鏡」
• ハイラム・マティソン (1856)。『高等学校天文学：記述的、物理的、実践的要素を組み合わせたもの：特に学術アカデミーや神学校の要望に言及して』FJ ハンティントンとメイソン兄弟。

• 大屈折望遠鏡時代
• フラウンホーファーの屈折望遠鏡
• ハーバード大屈折望遠鏡の現代画像