1889 m. Birželio mėn., Likus maždaug vieneriems metams iki jo nelaikomos mirties, žiauriai užbaigė puikus olandų postimpresionistas Vincentas Van Goghas. Žvaigždėta naktis būdamas pietų Prancūzijos vienuolyne „Saint-Paul de Mausole“, psichiniame prieglobstyje. Paveiksle pavaizduotas nuolankus kaimas, esantis tarp žydros ramybės banguojančių kalvų ir stebuklingo dangaus, pripildyto kometos formos debesų ir ratu besisukančių žvaigždžių, esančių Ferris ratų dydžio. Nors Van Goghas per savo gyvenimą pardavė tik vieną paveikslą, šis neįkainojamas meno kūrinys tapo ikona. Jame jis užfiksavo vaikišką nuostabą, kurią suaugusieji gali atpažinti už tai, kas nestovėjo lauke ir buvo sugniuždyta virš galvos švenčiančių žvaigždžių. Gražūs vaizdai iš gilių kosminių erdvių gali sukelti panašų jaudulį iš astronomijos entuziastų. Tačiau juos gaminantys fotografai labiau mėgsta žvaigždes, kai jos yra taikios.
Žvaigždėta naktis (1889) nebuvo vienintelis paveikslas, kurį sukūrė Van Gogas, vaizduojantis naktinę tvirtovę. Tiesą sakant, ši drobė nebuvo jo mėgstamiausia, nes ji nebuvo tokia tikroviška, kaip jis iš pradžių įsivaizdavo. Pavyzdžiui, vieneriais metais anksčiau jis gamino Žvaigždėta naktis per Roną (1888 m.) Ir Kavinės terasa naktį (1888 m.). Abi jos turi bendrų elementų, tačiau kiekviena taip pat yra unikali - ankstesnėse versijose yra žmonių, o žvaigždės, pavyzdžiui, vaidina sumažėjusį vaidmenį. Nepaisant to, visi šie trys kūriniai sužavėjo milijonus ir kiekvieną dieną šimtai meno mylėtojų susibūrė aplink juos, savo atitinkamuose muziejuose, darydami asmenines interpretacijas sau ir kitiems, kurie klausys.
Įdomu tai, kad tai, kas daro įsimintiną meną, taip pat gali sukelti nepamirštamus astronominius vaizdus. Tiksliau, akinantys fejerverkai kiekviename Van Gogho paveiksle vaizduoja žvaigždes, kurios mirga ir mirga.
Mes gyvename dujų vandenyno dugne, kurį daugiausia sudaro azotas (78%), deguonis (21%) ir argonas (1%) ir daugybė kitų komponentų, įskaitant vandenį (0–7%), „šiltnamio“ dujas. arba ozonas (0–0,01%) ir anglies dioksidas (0,01–0,1%). Jis tęsiasi aukštyn nuo Žemės paviršiaus iki maždaug 560 mylių aukščio. Žiūrint iš Žemės orbitos, mūsų atmosfera atrodo kaip švelnus mėlynas švytėjimas tiesiai virš mūsų planetos horizonto. Kiekvienas mūsų stebimas dalykas, egzistuojantis už mūsų planetos ribų - Saulė, Mėnulis, netoliese esančios planetos, žvaigždės ir visa kita, yra stebimas per šią tarpinę terpę, kurią mes vadiname atmosfera.
Jis nuolat juda, keičiasi tankis ir kompozicija. Atmosferos tankis didėja artėjant prie Žemės paviršiaus, nors tai ir nėra visiškai tolygus. Ji taip pat veikia kaip prizmė, kai šviesa kerta. Pvz., Šviesos spinduliai yra išlenkti, kai praeina per skirtingos temperatūros regionus, lenkdami šaltesnio oro link, nes jie tankesni. Kadangi šiltas oras pakyla, o vėsesnis oras nusileidžia, oras išlieka neramus, todėl šviesos spinduliai iš kosmoso nuolat keičiasi. Šiuos pokyčius matome kaip žvaigždžių mirksėjimą.
Arčiau žemės, vėsesni ar šiltesni vėjai, pučiantys horizontaliai, taip pat gali sukelti greitus oro tankio pokyčius, atsitiktinai pakeisiančius šviesos kelią. Taigi, vėjai, pučiantys iš keturių kampų, taip pat prisideda prie žvaigždžių žvangavimo. Oras taip pat gali sukelti žvaigždžių greitą fokusavimą ir taip staigiai pritemdyti, pašviesėti ar pakeisti spalvą. Šis poveikis vadinamas scintiliacija.
Įdomu tai, kad oras gali judėti, nors mes negalime jausti jo vėjo. Aukštai virš mūsų galvos esanti vėjo jėga taip pat gali sukelti žvaigždžių drebėjimą. Pavyzdžiui, reaktyvinis srautas, palyginti siaurų gaublių, besisukančių per maždaug šešias – devynias mylias aukštyn, juosta, nuolat keičia savo vietą. Paprastai jis pučia iš vakarų į rytus, tačiau jo santykinė šiaurės – pietų padėtis išlieka nuolat keičiama. Tai gali sukelti labai nestabilias atmosferos sąlygas, kurių neįmanoma pajusti ant žemės, tačiau srovės srautas užduos dangų, užpildytą mirksėjimo spinduliais, jei jis teka virš jūsų vietos!
Kadangi planetos yra arčiau nei žvaigždės, jų dydį galima laikyti disku, didesniu nei lūžio lūžio poslinkis, kurį sukelia vėjo turbulencija. Todėl jie retai mirga arba tai daro tik ekstremaliomis sąlygomis. Pavyzdžiui, tiek žvaigždės, tiek planetos yra žiūrimos per daug storesnius atmosferos sluoksnius, kai yra šalia horizonto, nei tada, kai yra virš galvos. Todėl abu ims mirksėti ir šokti, kylant ar kylant, nes jų šviesa sklinda pro daug tankesnį oro kiekį. Panašus efektas atsiranda žiūrint į tolimus miesto žiburius.
Žvilgsnis, kurį matome naktimis, kuriose vaizduojama žvaigždė, teleskopu šimtus kartų padidinamas. Tiesą sakant, mirksėjimas gali smarkiai sumažinti šių instrumentų efektyvumą, nes visi, kuriuos galima pastebėti, yra nefokusuoti, atsitiktinai judantys šviesos pliūpsniai. Apsvarstykite, kad dauguma astronominių nuotraukų yra sukurtos laikant fotoaparato užraktą atidarytą keletą minučių ar valandas. Kaip ir jums reikia priminti savo subjektui, kad jis nejuda fotografuodamas, astronomai nori, kad žvaigždės nejudėtų, nes jų nuotraukos taip pat yra suteptos. Viena iš priežasčių, kodėl observatorijos yra kalnų viršūnėse, yra sumažinti oro srautą, kurį turi praleisti jų teleskopai.
Astronomai atmosferos turbulencijos poveikį vadina matydamas. Jie gali išmatuoti jo poveikį savo erdvės vaizdui apskaičiuodami fotografinių žvaigždžių skersmenį. Pavyzdžiui, jei žvaigždės nuotrauką būtų galima nufotografuoti akimirksniu, žvaigždė teoriškai pasirodytų kaip vienas šviesos taškas, nes iki šiol nė vienas teleskopas negali išspręsti tikrojo žvaigždės disko. Žvaigždžių vaizdams fotografuoti reikia ilgos ekspozicijos, o kol fotoaparato užraktas yra atidarytas, mirksėjimas ir mirksėjimas privers žvaigždę šokti, judėti ir nefokusuoti. Žvaigždės sugijimai yra atsitiktiniai, todėl žvaigždė bus linkusi sukurti apvalų modelį, kuris būtų simetriškas iš visų savo tikrosios vietos pusių viduryje.
Galite tai įrodyti patys, jei turite akimirką ir jums įdomu. Pvz., Jei paimsite pieštuką ar stebuklingą žymeklį, pririštą trumpa virvele prie kaiščio, įklijuoto į kartono gabalą ar labai sunkų popierių, tada perbraukite rašymo priemonę nenuimdami segtuko, laikui bėgant sukursite tai, kas atrodo maždaug kaip apskritimas. Jūsų apskritas firminis ženklelis atsiras todėl, kad stygos riboja maksimalų jūsų atstumą nuo centrinio kaiščio. Kuo ilgesnė styga, tuo didesnis apskritimas. Žvaigždės taip elgiasi, nes jų šviesa užfiksuota ilgo ekspozicijos nuotraukoje. Geras matymas sukuria trumpą optinę eilutę (blogas matymas ilgina eilutę), tikroji žvaigždės vieta tampa centriniu kaiščiu, o žvaigždė elgiasi kaip rašymo priemonė, kurios šviesa palieka žymę fotoaparato vaizdavimo mikroschemoje. Taigi, kuo prastesnis regėjimas ir daugiau šokių atsiranda ekspozicijos metu, tuo didesnis diskas pasirodo galutiniame vaizde.
Taigi dėl prastos matymo žvaigždės bus didesnės nei žvaigždutėse, nei padarytos gero matymo metu. Matymo matavimai vadinami viso pločio puse maksimumo arba FWHM. Tai yra nuoroda į geriausią įmanomą kampinę skiriamąją gebą, kurią galima pasiekti optiniu prietaisu ilgos ekspozicijos vaizde ir atitinkanti žvaigždės dydžio skersmenį. Geriausias matymas užtikrins FWHM skersmenį maždaug keturių taškų (.4) sekundžių. Bet norint tai gauti, jūs turite būti aukšto lygio observatorijoje arba nedidelėje saloje, pavyzdžiui, Havajuose ar La Palmoje. Net ir šiose vietose labai retai matomi tokio tipo labai aukštos kokybės vaizdai.
Astronomams mėgėjams taip pat rūpi pamatyti. Paprastai mėgėjai turi toleruoti matymo sąlygas, kurios yra šimtus kartų blogesnės nei geriausios iš nuotolinių astronominių įrenginių. Tai lyg žirnio ir beisbolo palyginimas kraštutiniausiais atvejais. Štai kodėl mėgėjiškos dangaus fotografijos turi žvaigždes, kurių skersmuo yra daug didesnis nei profesionalių observatorijų nuotraukų, ypač kai kieme astronomai naudoja ilgo židinio nuotolio teleskopus. Jį taip pat galima atpažinti iš plataus lauko, trumpo židinio nuotolio, neprofesionalių vaizdų, kai jie padidinami arba tiriami padidinamuoju stiklu.
Mėgėjai gali pagerinti savo matymą pašalindami temperatūros skirtumą tarp vietinių šilumos šaltinių ir oro virš jų teleskopų. Pavyzdžiui, mėgėjai savo instrumentus dažnai paruošia lauke po saulėlydžio ir lemia, kad juose esančio stiklo, plastiko ir metalo temperatūra yra tokia pati kaip aplinkinio oro. Naujausi tyrimai taip pat parodė, kad daugelis matymo problemų prasideda tiesiai virš pagrindinio teleskopo veidrodžio. Įrodyta, kad nuolatinė, švelni oro srovė, einanti per pirminį veidrodį, žymiai pagerina teleskopinį matymą. Neleidžiantis kūno šilumai kilti priešais teleskopą, prietaisas gali būti laikomas šilumai draugiškoje vietoje, pavyzdžiui, atvirame žolės lauke. Atviri teleskopai taip pat yra pranašesni už tuos, kurių pagrindiniai veidrodžiai yra vamzdelio apačioje.
Profesionalūs astronomai taip pat mato tobulinimo strategijas. Tačiau jų sprendimai dažniausiai būna labai brangūs ir stumia šiuolaikinių technologijų voką. Pvz., Kadangi atmosfera neišvengiamai blogai mato, nebereikia svarstyti, ar teleskopą pastatyti virš jo Žemės orbitoje. Štai kodėl Hablo kosminis teleskopas buvo pastatytas ir paleistas iš Kanaveralo kyšulio į „Space Shuttle“ Iššūkis 1990 m. balandžio mėn. Nors pagrindinis veidrodis yra tik maždaug šimto colių skersmens, jis sukuria ryškesnius bet kokio Žemėje esančio teleskopo vaizdus, nepaisant jų dydžio. Tiesą sakant, Hablo kosminio teleskopo vaizdai yra etalonas, pagal kurį matuojamos visos kitos teleskopinės nuotraukos. Kodėl jie tokie aštrūs? Hablo nuotraukoms nematyti.
Pradėjus naudoti Hablo kosminį teleskopą, technologija labai patobulėjo. Per kelerius metus nuo jos paleidimo JAV vyriausybė panaikino savo metodą, skirtą šnipų palydovų, stebinčių skirtukus Žemėje, regėjimui sustiprinti. Ji vadinama adaptyvia optika ir sukūrė astronominių vaizdų revoliuciją.
Iš esmės matymo efektas gali būti neigiamas, jei stumiate teleskopą arba keičiate jo fokusą visiškai priešinga atmosferos sukeltoms nišoms kryptimi. Tam reikia didelio greičio kompiuterių, subtilių servovariklių ir lanksčios optikos. Visa tai tapo įmanoma praėjusio amžiaus dešimtajame dešimtmetyje. Yra dvi pagrindinės profesinės strategijos, kaip sumažinti blogo regėjimo padarinius. Vienas keičia pirminio veidrodžio kreivę, o kitas juda šviesos kelią, kuris pasiekia kamerą. Abu pasikliauja stebėdami etaloninę žvaigždę arti tos vietos, kurią stebi astronomas, ir atkreipdami dėmesį į tai, kaip matymui įtakos turi atskaitos taškai, greitai veikiantys kompiuteriai ir servovarikliai gali pakeisti optinius pagrindinio teleskopo pokyčius. Projektuojama ar statoma naujos kartos dideli teleskopai, kurie leis antžeminiais instrumentais fotografuoti kosminius vaizdus, konkuruojančius su Hablo teleskopu.
Pagal vieną metodą šimtai mažų mechaninių stūmoklių yra išdėstyti po santykinai plono pirminio veidrodžio gale ir paskleisti per jį. Kiekvienas stūmoklinis strypas taip lengvai šiek tiek pastumia veidrodžio galą, kad jo forma pasikeistų taip, kad stebima žvaigždė vėl patektų į negyvą centrą ir būtų tobulai sufokusuota. Kitas požiūris, naudojamas naudojant profesionalius teleskopus, yra šiek tiek lengvesnis. Jame pateikiamas mažas lankstus veidrodis arba objektyvas, esantis arti fotoaparato, kur šviesos kūgis yra palyginti mažas ir koncentruotas. Pamačius ar pakreipus mažą veidrodį ar objektyvą priešingai nei etaloninės žvaigždės mirksėjimas, matymo problemas galima pašalinti. Bet kurio tirpalo inicijuojami optiniai koregavimai yra atliekami nuolat stebėjimo seanso metu ir kiekvienas pakitimas įvyksta per sekundės dalį. Dėl šių technologijų sėkmės dabar laikomi įmanomais milžiniškais antžeminiais teleskopais. Astronomai ir inžinieriai įsivaizduoja teleskopus, kurių šviesos surinkimo paviršius yra toks didelis kaip futbolo aikštės!
Įdomu tai, kad astronomai mėgėjai taip pat gali naudotis paprasta adaptyvia optika. Viena įmonė, kurios pagrindinė būstinė yra Santa Barbaroje, Kalifornijoje, pradėjo kurti vienetą, kuris galėtų sumažinti blogo matymo ar netinkamai suderinto teleskopo tvirtinimo padarinius. Firmos adaptyvūs optikos prietaisai veikia kartu su jos astronominėmis kameromis ir, norėdami nukreipti šviesą, pasiekiančią vaizdo lustą, naudoja mažą veidrodį ar objektyvą.
Astronomui Frankui Barnesui III taip pat rūpėjo pamatyti, kada jis pagamino šį įspūdingą žvaigždžių spiečiaus ir ūko, esančio Kasiopejos žvaigždyne, vaizdą. Tai maža dalis Sielos ūko, kuris J.L.E buvo pažymėtas kaip IC 1848. Dreyerio orientyras antrasis rodyklės katalogas (IC) (išleistas 1908 m. Kaip jo originalių naujųjų bendrųjų ir pirmųjų rodyklių rinkinių priedas).
Frenkas pranešė, kad jo matymas buvo palankus ir kad jo kiekvienos iš trisdešimt vienos, trisdešimties minučių ekspozicijos metu FWHM buvo nuo 1,7 iki 2,3 ″. Atkreipkite dėmesį į žvaigždžių dydį šiame paveikslėlyje - jos yra labai mažos ir griežtos. Tai yra pakankamai gero regėjimo patvirtinimas!
Beje, spalvos šiame paveiksle yra dirbtinės. Kaip ir daugelį astronomų, kenčiančių nuo vietinės nakties šviesos taršos, Frankas savo nuotraukas eksponavo per specialius filtrus, kurie leidžia tik tam tikrų elementų skleidžiamai šviesai pasiekti jo fotoaparato detektorių. Šiame pavyzdyje raudona reiškia natrį, žalia rodo vandenilį, o mėlyna - deguonies buvimą. Trumpai tariant, šis paveikslas ne tik parodo, kaip atrodo šis regionas kosmose, bet ir iš ko jis pagamintas.
Taip pat pažymėtina, kad Frankas šį puikų vaizdą pagamino naudodamas 6,3 megapikselių astronominę kamerą ir 16 colių „Ritchey-Chretien“ teleskopą nuo 2006 m. Spalio 2 iki 4 dienos.
Ar turite nuotraukų, kuriomis norėtumėte pasidalinti? Paskelbkite juos „Space Magazine“ astrofotografijos forume arba nusiųskite el. Paštu, ir mes galime juos paskelbti „Space Magazine“.
Parašė R. Jay GaBany
