Por que comprimentos de onda menores que a luz visível são negligenciados por novos telescópios?

O diagrama abaixo, que roubei deste post por @ HDE226868, mostra que a resolução angular em função do comprimento de onda cai repentinamente em três ordens de magnitudes de visível para luz UV. A resolução de comprimentos de onda mais curtos do que o que o interferômetro de telescópio muito grande ou o telescópio extremamente grande europeu detectam, no UV próximo, diminuem repentinamente para um fator de mil.

Isto é obviamente devido às propriedades da atmosfera da Terra. Mas grandes telescópios espaciais como o JWST e o WFIRST preencherão a lacuna no infravermelho distante. Por que não existem telescópios espaciais tão ambiciosos planejados para raios UV e comprimentos de onda mais curtos? (Ou o corte repentino nesse diagrama é enganoso?)

É porque é mais difícil, mesmo de observatórios no espaço, ou porque a resolução angular dos raios UV e comprimentos de onda mais curtos são de menor valor científico?

$\lambda/D$, portanto, para obter uma resolução equivalente a um telescópio óptico, um telescópio UV pode ser menor. No entanto, você também precisa ter ópticas que são boas para uma pequena fração de comprimento de onda, muito melhor que o visível / IR. Em comprimentos de onda ainda mais curtos, a "ótica" convencional não funciona porque os fótons são absorvidos e você passa para as tecnologias de incidência de pastejo dos telescópios de raios X, que é um jogo totalmente diferente e muito mais difícil de obter uma determinada resolução angular.

Dado tudo isso, nos anos 80/90, acho que foi tomada uma decisão sobre a faixa de comprimento de onda a ser coberta pelo sucessor do HST (ou seja, JWST a um custo de aproximadamente 10 bilhões de dólares). A verdadeira razão pela qual nenhum grande sucessor de UV O HST ou IUE está pronto para ir agora é simplesmente que se considera que as prioridades científicas mais importantes são alcançáveis ​​em comprimentos de onda próximos e médios do infravermelho. São eles: observar o universo de alto desvio para o vermelho (essencialmente nenhuma luz UV é detectada das galáxias além de um desvio para o vermelho 3), observar a formação de estrelas e planetas (principalmente em ambientes empoeirados onde a luz UV não pode emergir e discos protoplanetários emitem principalmente em comprimentos de onda IR) e ciência exoplanetária (os planetas são mais frios que as estrelas e emitem principalmente no IR).

Portanto, não creio que exista qualquer impedimento tecnológico para um grande telescópio UV (pelo menos o equivalente ao JWST), ele se resume apenas às prioridades científicas.

Você está certo, pois a queda acentuada é simplesmente porque existem muito poucos telescópios principais planejados operando na faixa de UV, enquanto há um número substancial planejado na faixa de infravermelho. Como mencionei na minha resposta, CHARA e o EELT , dois dos principais projetos infravermelhos / visíveis planejados, usarão nova tecnologia de óptica adaptativa, tornando-os muito superiores aos telescópios anteriores - mesmo que baseados em terra.

$\mu$

Se ATLAST ou um projeto semelhante for realizado, a resolução angular nos comprimentos de onda UV poderá ser da ordem de 0,1 arco-segundos ou, esperançosamente, menor. Isso corresponderia e depois venceria o Hubble. Mas as estimativas iniciais apontam o custo de US $ 4,5 bilhões para a versão de 8 metros, e o Hubble e outros telescópios espaciais foram afetados por aumentos imprevisíveis de custos. Podem ser necessários passos menores antes de chegarmos a 8 metros e certamente antes de chegarmos perto de 16. Isso vai demorar um pouco, provavelmente daqui a uma década ou mais.

Referências

• Carteiro e Montanha
• Thronson et al. (2015)
• Postman et al. (2010)