În iunie 1889, cu aproximativ un an înainte de moartea sa prematură, genialul post-impresionist olandez, Vincent Van Gogh, a terminat furios Noaptea înstelată în timp ce stăteam la Mănăstirea Saint-Paul de Mausole, un azil mental situat în sudul Franței. Tabloul înfățișează un sat smerit situat între liniștea albastră a dealurilor ondulate și un cer magic plin de nori în formă de cometă și stele cartwheeling de dimensiunea roților Ferris. Chiar dacă Van Gogh a vândut un singur tablou în timpul vieții sale, această operă de artă neprețuită a devenit o icoană. În el a surprins o minune copilărească, pe care adulții o pot recunoaște pentru cine nu a stat în afară și a fost balansat de stele sclipitoare care sărbătoresc deasupra. Imagini frumoase de spațiu profund pot provoca emoții similare de la pasionații de astronomie. Cu toate acestea, fotografii care le produc sunt mai interesați de stele atunci când sunt pașnici.
Noaptea înstelată (1889) nu a fost singurul tablou pe care Van Gogh l-a creat înfățișarea firmamentului de noapte. De fapt, această pânză nu a fost preferata lui, deoarece nu era la fel de realistă cum a conceput inițial. De exemplu, cu un an mai devreme a produs Noaptea înstelată peste râu (1888) și Terasa de cafenea noaptea (1888). Ambele au elemente comune, dar fiecare este, de asemenea, unic - versiunile anterioare includ oameni și stelele au un rol diminuat, de exemplu. Cu toate acestea, toate aceste trei lucrări au captivat milioane și în fiecare zi sute de iubitori de artă se aglomerează în jurul lor, la muzeele respective, făcând interpretări personale pentru ei înșiși și pentru alții care vor asculta.
Interesant este că ceea ce face artă memorabilă poate duce și la imagini astronomice de uitat. Mai precis, artificiile amețitoare din fiecare tablou a lui Van Gogh reprezintă stele strălucitoare și sclipitoare.
Trăim în fundul unui ocean de gaze compus în principal din azot (78%), oxigen (21%) și argon (1%), plus o serie de alte componente, inclusiv apă (0 - 7%), gaze „cu efect de seră”. sau Ozon (0 - 0,01%) și Dioxid de carbon (0,01-0,1%). Se extinde în sus de la suprafața Pământului până la o înălțime de aproximativ 560 mile. Văzută de pe orbita Pământului, atmosfera noastră apare ca o strălucire albastră moale chiar deasupra orizontului planetei noastre. Orice lucru pe care îl observăm care există dincolo de planeta noastră - Soarele, Luna, planetele din apropiere, stelele și toate celelalte, sunt privite prin acest mediu intervențional pe care îl numim atmosferă.
Se află în continuă mișcare, schimbând densitatea și compoziția. Densitatea atmosferei crește pe măsură ce se apropie de suprafața Pământului, deși aceasta nu este deloc uniformă. De asemenea, acționează ca o prismă atunci când lumina traversează. De exemplu, razele de lumină sunt curbate atunci când trec prin regiuni cu temperaturi diferite, aplecându-se spre aerul mai rece, deoarece este mai dens. Deoarece aerul cald crește și aerul mai rece coboară, aerul rămâne turbulent și astfel razele de lumină din spațiu schimbă direcția în mod constant. Vedem aceste schimbări ca stele sclipind.
Mai aproape de pământ, vânturile mai reci sau mai calde care suflă orizontal pot crea, de asemenea, schimbări rapide ale densității aerului care modifică aleatoriu calea pe care o face lumina. Astfel, vânturile care suflă din cele patru colțuri contribuie, de asemenea, la jigglingul stelelor. Dar, aerul poate determina, de asemenea, stelele să se deplaseze rapid focalizându-le, determinându-le să se întunece brusc, să lumineze sau să își schimbe culoarea. Acest efect se numește scintilație.
Interesant este că aerul poate fi în mișcare, deși nu putem simți briza lui - forțele vântului ridicate deasupra capului nostru pot provoca, de asemenea, zguduirea stelelor. De exemplu, fluxul de jet, o bandă de curenți de glob relativ îngust care se află pe o distanță de aproximativ șase până la nouă mile în sus, își schimbă constant locația. În general suflă de la vest la est, dar poziția sa relativă nord-sud rămâne într-o stare de revizuire constantă. Acest lucru poate duce la condiții atmosferice extrem de instabile care nu pot fi sesizate pe pământ, dar fluxul de jet va produce un cer plin de sclipici dacă va trece peste locația dvs.
Deoarece planetele sunt mai apropiate decât stelele, dimensiunea lor poate fi văzută ca un disc care este mai mare decât deplasarea de refracție cauzată de turbulențele vântului. Prin urmare, ei rareori sclipesc sau fac acest lucru numai în condiții extreme. De exemplu, atât stelele cât și planetele sunt privite prin straturi de atmosferă mult mai groase atunci când sunt aproape de orizont decât atunci când sunt deasupra capului. Prin urmare, ambele vor străluci și vor dansa pe măsură ce cresc sau se instalează, deoarece lumina lor trece prin cantități mult mai dense de aer. Un efect similar are loc la vizualizarea luminilor orașului îndepărtat.
Strălucirea pe care o vedem în nopțile pline de stele este mărită de sute de ori de un telescop. De fapt, sclipirea poate reduce puternic eficacitatea acestor instrumente, deoarece tot ceea ce poate fi observat nu este pus în evidență, și se mișcă la întâmplare în mod aleatoriu. Luați în considerare că majoritatea fotografiilor astronomice sunt create ținând obturatorul camerei deschis timp de minute sau ore. La fel cum trebuie să reamintești subiectului tău să stea nemișcat în timp ce își fac poza, astronomii vor ca stelele să rămână nemișcate, altfel și fotografiile lor sunt frământate. Unul dintre motivele pentru care observatoarele sunt amplasate pe vârfuri montane este acela de a reduce cantitatea de aer pe care telescoapele trebuie să o privească.
Astronomii se referă la efectul turbulenței atmosferice ca seeing. Își pot măsura efectul asupra vizualizării spațiului prin calcularea diametrului stelelor fotografice. De exemplu, dacă imaginea unei stele ar putea fi realizată cu o expunere instantanee, teoretic stea ar apărea ca un singur punct de lumină, deoarece niciun telescop, până în prezent, nu poate rezolva discul propriu al unei stele. Însă, luarea de imagini stelare necesită o expunere îndelungată și în timp ce obturatorul camerei este deschis, sclipirea și scintilația vor face ca steaua să danseze în plus și să se mute înăuntru și în afara focului. Deoarece girațiile sale sunt aleatorii, steaua va tinde să creeze un model rotund care să fie simetric pe toate părțile locației sale adevărate la mijloc.
Puteți demonstra asta singur dacă aveți un moment și sunteți curioși. De exemplu, dacă iei un creion sau un marcaj magic legat de un șir scurt de un știft care este blocat într-o bucată de carton sau de hârtie foarte grea, atunci treceți instrumentul de scris fără să îndepărtați pinul, în timp, veți crea ceva care arată aproximativ ca un cerc. Doodleul tău circular va rezulta, deoarece șirul îți limitează distanța maximă față de pinul central. Cu cât șirul este mai lung, cu atât este mai mare cercul. Stelele se comportă astfel, deoarece lumina lor este înregistrată pe o fotografie lungă de expunere. Văzutul bun creează un șir optic scurt (observarea necorespunzătoare face șirul mai lung), locația adevărată a stelei devine un pin central și steaua se comportă ca un instrument de scris a cărui lumină lasă un semn pe cipul imagistic al camerei. Astfel, cu cât este mai săracă observarea și cu cât dansul are loc în timpul expunerii, cu atât este mai mare discul care apare pe imaginea finală.
Așadar, observarea slabă va face ca dimensiunile stelelor să apară mai mari în fotografii decât cele realizate în timpul vederii bune. Văzând măsurătorile se numesc Lățime completă Jumătate maximă sau FWHM. Este o referire la cea mai bună rezoluție unghiulară posibilă care poate fi obținută de un instrument optic într-o imagine de expunere lungă și corespunde diametrului dimensiunii stelei. Cele mai bune observații vor oferi un diametru FWHM de aproximativ patru secunde (.4). Dar trebuie să fiți localizați la un observator la o altitudine mare sau pe o insulă mică, cum ar fi Hawaii sau La Palma, pentru a obține acest lucru. Chiar și aceste locații nu au decât rareori acest tip de viziune de înaltă calitate.
Astronomii amatori sunt de asemenea preocupați să vadă. De obicei, amatorii trebuie să tolereze să vadă condiții de sute de ori mai grave decât cele mai bine observate de la instalații astronomice de la distanță. Este ca și cum ai compara o mazăre cu un baseball în cele mai extreme cazuri. Acesta este motivul pentru care fotografii amatori ai cerurilor au stele cu un diametru mult mai mare decât cele provenite de la observatoarele profesionale, în special atunci când astronomii din curte folosesc telescoape cu distanțe focale lungi. Poate fi, de asemenea, recunoscut în imagini cu câmp larg, cu distanță focală scurtă, imagini neprofesionale atunci când sunt mărite sau studiate cu lupa.
Amatorii pot lua măsuri pentru a-și îmbunătăți vizibilitatea prin eliminarea diferenței de temperatură dintre sursele locale de căldură și aerul de deasupra telescoapelor lor. De exemplu, amatorii își pregătesc deseori instrumentele afară chiar după apusul soarelui și lasă sticla, plasticul și metalul din ele să devină aceeași temperatură ca aerul din jur. Studiile recente au arătat, de asemenea, că mulți văd că problemele încep chiar deasupra oglinzii principale a telescopului. S-a demonstrat că un curent constant și blând de aer care trece peste oglinda primară îmbunătățește semnificativ vizibilitatea telescopică. Împiedicarea căldurii corporale să crească în fața telescopului ajută și localizarea instrumentului într-o locație prietenoasă termic, cum ar fi un câmp de iarbă deschis, poate produce rezultate surprinzătoare. Telescoapele deschise sunt, de asemenea, superioare celor cu oglinzi primare în partea inferioară a unui tub.
Astronomii profesioniști au văzut și strategii de îmbunătățire. Dar soluțiile lor tind să fie extrem de scumpe și împing plicul tehnologiei moderne. De exemplu, având în vedere că atmosfera produce inevitabil o vizibilitate slabă, nu se mai are în vedere să plasăm un telescop deasupra acestuia pe orbita Pământului. Acesta este motivul pentru care Telescopul spațial Hubble a fost construit și lansat din Cape Canaveral la bordul navetei spațiale Provocator în aprilie 1990. Deși oglinda primară are doar o sută de centimetri în diametru, ea produce imagini mai clare ca orice telescop localizat pe Pământ, indiferent de dimensiunea lor. De fapt, imaginile Telescopului Spațial Hubble sunt etalonul față de care sunt măsurate toate celelalte imagini telescopice. De ce sunt atât de ascuțite? Imaginile Hubble nu sunt afectate de vedere.
Tehnologia s-a îmbunătățit semnificativ de la punerea în funcțiune a telescopului spațial Hubble. În anii care au intervenit de la lansarea sa, guvernul SUA și-a clasificat metoda pentru a clarifica vederea sateliților spion care păstrează filele pe Pământ. Se numește optică adaptivă și a creat o revoluție în imagini astronomice.
În esență, efectele vizionării pot fi negate dacă aruncați telescopul sau schimbați focalizarea acestuia în direcția opusă exact față de urâtele cauzate de atmosferă. Acest lucru necesită calculatoare de mare viteză, servo-motoare subtile și optică flexibilă. Toate acestea au devenit posibile în anii ’90. Există două strategii profesionale de bază pentru reducerea efectelor viziunii slabe. Una modifică curba oglinzii primare, iar cealaltă mișcă calea de lumină care ajunge la cameră. Ambele se bazează pe monitorizarea unei stele de referință în apropierea poziției pe care o observă astronomul și observând modul în care referința este afectată văzând, calculatoarele rapide și servomotorii pot introduce modificări optice pe telescopul principal. O nouă generație de telescoape mari este în curs de proiectare sau construcție care va permite instrumentelor bazate pe sol să realizeze imagini spațiale care să rivalizeze cu telescopul Hubble.
O metodă prezintă sute de pistoane mecanice mici poziționate dedesubt și răspândite în spatele unei oglinzi primare relativ subțiri. Fiecare tijă de piston împinge spatele oglinzii atât de ușor, încât forma sa se schimbă suficient pentru a readuce steaua observată în centrul mortului și în focalizare perfectă. Cealaltă abordare folosită cu telescoapele profesionale este puțin mai puțin complicată. Introduce o mică oglindă sau lentilă flexibilă situată aproape de cameră, unde conul de lumină este relativ mic și concentrat. Înclinând sau înclinând oglinda mică sau lentila la unison opus cu scânteierea stelei de referință, văzând problemele pot fi eliminate. Reglajele optice pe care le inițiază fiecare soluție sunt făcute constant pe toată durata sesiunii de observare și fiecare modificare are loc într-o fracțiune de secundă. Din cauza succesului acestor tehnologii, acum se consideră posibile telescoape imense pe teren. Astronomii și inginerii urmăresc telescoape cu suprafețe de colectare a luminii la fel de mari ca terenurile de fotbal!
Interesant este că astronomii amatori au acces și la optici adaptive simple. O companie, cu sediul central în Santa Barbara, California, a fost pionieră în dezvoltarea unei unități care poate reduce efectele unor monitoare de telescop care nu sunt văzute sau care sunt aliniate greșit. Dispozitivele optice adaptive ale firmei funcționează împreună cu camerele sale astronomice și folosesc o oglindă mică sau lentilă pentru a schimba lumina care ajunge pe cipul imagistic.
Astronomul Frank Barnes III a fost, de asemenea, preocupat să vadă când a produs această imagine izbitoare a unui grup de stele și a unei nebuloase situate în constelația Cassiopeiei. Este o porțiune mică din Nebuloasa Sufletului, care a fost desemnată IC 1848 în J.L.E. Obiectul de reper al Dreyer al doilea catalog de index (IC) (publicat în 1908 ca supliment la compilațiile sale originale generale și primele Index).
Frank a raportat că observarea sa a fost favorabilă și a produs dimensiuni de stele cu un FWHM cuprins între 1,7 și 2,3 ″ peste fiecare din expunerile sale de treizeci și unu, treizeci de minute. Rețineți dimensiunea stelelor din această imagine - sunt foarte mici și strânse. Aceasta este o confirmare a faptului că văd destul de bine!
Apropo, culorile din această imagine sunt artificiale. La fel ca mulți astronomi plini de poluarea locală pe timp de noapte, Frank și-a expus imaginile prin filtre speciale care permit doar lumina emisă de anumite elemente să ajungă la detectorul camerei sale. În acest exemplu, roșul reprezintă sodiu, verde identifică hidrogenul, iar albastrul dezvăluie prezența oxigenului. Pe scurt, această imagine nu numai că arată cum arată această regiune din spațiu, ci și din ce este făcută.
De asemenea, este de remarcat faptul că Frank a produs această imagine remarcabilă folosind o cameră astronomică de 6,3 mega pixeli și un telescop Ritchey-Chretien de 16 inci între 2 și 4 octombrie 2006.
Aveți fotografii pe care doriți să le distribuiți? Postează-le pe forumul de astrofotografie Space Magazine sau trimite-le prin e-mail și este posibil să prezentăm unul în Space Magazine.
Scris de R. Jay GaBany
