Палитра deep sky

[Raux]

До книжки Рустама по цвету дипскаев, видимо, далеко, а вопрос их восприятия волнует. Насколько я понимаю, в рудиментарном виде, но у нек-х объектов цвет все же просматривается. Говорили здесь об этом люди, наблюдавшие в относительно небольшие телескопы. Но, наверняка, есть на форуме люди, наблюдавшие в телескопы с очень большими апертурами  (от метра и дальше). Расскажите, что же все таки видно в такие апертуры?

[Droog_Andrey]

Дело тут не в апертуре. Какой бы большой она не была, выходной зрачок больше 7 мм не будет, отсюда имеем небольшую яркость объекта. А при таких яркостях в сетчатке работают преимущественно "палочки", отвечающие за сумеречное зрение.

Палитра сумеречного зрения работает преимущественно в синем диапазоне и по ощущениям близка к чёрно-белой, хотя не совсем такова. Обо многом я узнал из собственного опыта, гуляя ночью по лесу в течении нескольких часов без осветительных приборов. Есть оттенки серого, но они как бы разные, несмотря на одинаковую яркость. Интересен эффект разрыва сумеречной палитры, когда включаешь фонарь - обычная "палочковая" RGB после длительного привыкания к сумеречной кажется совершенно безкрасочной, неинтересной, гораздо менее богатой оттенками. Впрочем, я отвлёкся.

Так вот, дело не в апертуре, а в выдержке. На последнем Астрофесте у меня приятель спросил: а можно ли сделать такой телескоп, чтобы увеличения не было, а апертура была большой? В такой телескоп можно было бы увидеть потрясающей красоты картины, в т.ч. цветные. Я ему ответил, что чисто из геометрических соображений всё упирается в малый размер нашего хрусталика. Можно было бы, конечно, использовать эффект последействия нашего зрения, накапливая свет в течение долей секунды и затем показывая картинку в виде вспышки, но реализовывать подобное устройство нет смысла, т.к. гораздо проще сделать фотоснимок с нужной выдержкой и затем посмотреть на него.

Конечно, фотоснимок - это совсем не то, т.к., во-первых, мы его видим в отражённом свете (с экрана монитора - в прямом, но искажённым и крупнозернистым), а во-вторых, нет той глубины яркостного разрешения, которую даёт нам сумеречное зрение и благодаря которой мы восхищаемся, наблюдая дипскай-объекты.

Но некоторое представление о цветовых характеристиках туманностей можно получить, делая снимки с большой выдержкой на хорошую цветную плёнку. Можно также выкачать, скажем, фотки с паломарского обзора, сделанные с синим, красным и ИК фильтром, и наложить их как B, G, R слои соответственно, создав полноцветный рисунок.

Правда, есть ещё один экзотический способ. Можно в реальном времени сцифровывать картинку с телескопа и передавать её на искусственный светящийся экран, расположенный в тёмном помещении. Таким образом, применяя чувствительную матрицу и регулируя яркость, можно добиться появления "реальных" цветных изображений туманностей и галактик. Однако стоимость подобного "живого планетария" представляется слишком большой для того, чтобы этим занимались у нас в стране. Кто знает, может, в Японии или ещё где-нибудь такие планетарии и существуют.

[Raux]

Я - натурал, и даже фотографии Хаббла для меня - суррогат, не заменяющий и двухсекундного взгляда в запотевший театральный бинокль после бутылки водки.
Однако, не понятно - при чем здесь зрачок? Мы этим зрачком видим все цвета мира - была бы достаточной яркость. Большая апертура собирает больше света и делает объект ярче - в глаз попадает больше фотонов. Насколько я понимаю, при преодолении порога инттенсивности, возбуждающего колбочки, объект должен восприниматься в цвете. Или это должна быть совсем уж огромная апертура?

[Droog_Andrey]

Большая апертура не делает ярче площадные объекты при постоянном выходном зрачке, она лишь увеличивает их, выявляя детали. Так что чисто из геометрических соображений (диаметр зрачка, помноженный на увеличение, даёт апертуру) мы не увеличим яркость за пределы той, которая осуществляется при зрачке 7 мм - максимально возможном для нашего глаза.

Другими словами, ярче, чем в старый добрый 7х50, мы туманности не увидим, т.к. они не являются точечными объектами. Чем больше апертура, тем больше увеличение при зрачке 7 мм. С метровой апертурой, соответственно, максимальная яркость будет на увеличении 150 крат - зрелище офигительное, мы рассмотрим уйму деталей благодаря большему увеличению, но ярче, чем в бинокль 7x50, тот же "огрызок" в Лисичке не станет

[Raux]

Аа, то есть чем больше ап-ра, тем больше равнозначковое увеличение и соответственно кол-во света, идущее в глаз - и там и там одинаково?

[Droog_Andrey]

Для площадных объектов - да, одинаково, т.к. сужение поля зрения компенсирует рост апертуры.

Но от точечной звезды мы соберём больше света с большей апертурой при постоянном зрачке, а при постоянной апертуре от зрачка количество света для звезды не зависит, поэтому двойные звёзды разрешают на максимальном увеличении, не боясь маленьких зрачков.

Волокна же туманностей маленьких зрачков боятся и лучше видны на минимальном увеличении, т.к. здесь фактор яркостного разрешения становится важнее разрешения углового

З.Ы. Вообще-то я новичок в астрономии, впервые в жизни даю такие советы Но вроде ничего не напутал - иначе бы не взялся объяснять

[Raux]

Вообще-то я новичок в астрономии, впервые в жизни даю такие советы

Ничего, друг мой, надо же когда нибудь начинать!

[Droog_Andrey]

Начать давать советы никогда не поздно

А вот наблюдения - это другое дело... тут только лови погоду да время ищи за город выбраться Времени на обдумывание, начинать или не начинать, нету

По поводу зрачков и апертур вроде разобрались, но посмотрим, что скажут местные гуру

[Ernest]

Вроде тему перетерли - дальше некуда, почитайте архивы!

Цвет у дипов есть!
Во всяком случае, сине-зеленый - определенно.
Многие при наблюдениях в > 400мм отмечают розовый.

Что это за цвет - вопрос более-менее дискуссионный.

Яркость многих планетарок и центральной части М42 и М31 достаточна для работы глаза в так называемом сумеречном режиме (цветность есть, но сильно деформирована - чувствительность сдвинута в сторону сине-зеленого). Так что ничего особенно странного в цветности дипов нет. Хотя иногда, особенно в условиях артефактной засветки, за окрашивание, как будто, принимается цветовой контраст дипов с цветом фона (оранжевый цвет уличных фонарей).

Другое дело пресловутый розовый цвет. Тут могут быть два весьма правдоподобных объяснения: аномальная сумеречная чувствительность к красному некоторых наблюдателей или Спика-эффект, когда черные провалы между довольно яркими сине-зелеными волокнами окрашиваются (мозгом) при небольших переводах взгляда в дополнительный розовый цвет. Мне кажется, что последнее объяснение более правдоподобно, хотя, признаться, никогда не смотрел в хороших условиях во что-то более апертурное, чем 350 мм.

Теперь что касается роли апертуры. Она определенно есть - при одном и том выходном зрачке изображение на сетчатке занимает большую площадь в телескопе с большей апертурой и за счет механизма кооперативной чувствительности нервных окончаний сетчатки ощущение цвета становится более полным и точным. Посмотрите на красную шапку в паре сотен метрах невооруженным гразом, а затем в бинокль - ощущение цвета бинокль передаст лучше, хотя размер зрачка он не увеличил.

[Raux]

Она определенно есть - при одном и том выходном зрачке изображение на сетчатке занимает большую площадь в телескопе с большей апертурой

Вот тут я не понял - каким образом большую площадь, если выходной зрачок один и тот же? Но, поскольку гуру сказал, значит так и есть. Тогда должно быть, что в гигагнтские апертуры и дипы цветные.

[kupp]

>Вот тут я не понял - каким образом большую площадь, если выходной зрачок один и тот же?

При одинаковом зрачке,    за счет большего диаметра объектива достигается и большее увеличение! А раз увеличение больше, то и площадь больше (заметьте при одинаковой яркости). Г=D/d, Г- увел.,D - диам.объектива, d- вых. зрачек.

[GTA]

Вот тут я не понял - каким образом большую площадь, если выходной зрачок один и тот же?

зрачек влияет на яркость, а увеличение -  на размер на сетчатке. проведите эксперимент. сделайте в комнате полумрак, возьмите лист бумаги и нанесите на него красным фломастером точку. если полумрак хороший, то она вам будет казаться серо-черной. теперь намалюйте плюху диаметром сантиметров 5 и есть вероятность, что вы начнете различать цвет этого пятна. вот телескоп это и делает - не меняя яркости (при равнозрачковом) увеличевает размер "пятна".
я где-то читал, что кошки не различают цвет в основном, но если телесный угол объекта превышает 60^о, то они его начинают различать. и у человека должен быть такой механизм.

[Droog_Andrey]

Эрнест здесь говорит о том (и я забыл вчера об этом сказать!), что цветность мелких деталей зависит от углового разрешения: при маленьком увеличении они могут сливаться в сплошную серую массу, а при большом начинают разрешаться как отдельные цветные объекты. Хороший пример - поверхность Луны: так она серая, а при очень большом увеличении появляются цветные горные породы.

З.Ы. Сумеречное зрение видит синий близким к белому, а красный - близким к чёрному. Дневное зрение лучше всего различает оттенки зелёного. Эффект "розовых пятен", действительно, связан с контрастами между сине-зелёными и чёрными областями.

[Droog_Andrey]

если телесный угол объекта превышает 60^о

Не телесный угол, а угловой размер. Телесный угол - это угловая "площадь"

[Ernest]

Сумеречное зрение видит синий близким к белому, а красный - близким к чёрному.

Это уже ночное зрение - никаких оттенков, только светло-серое по темно-серому с максимумом чувствительности в районе 500нм (голубой). При сумеречном зрении цвета различаются, но их относительная яркость по сравнению с девным сильно изменяется в пользу синей части.

[Droog_Andrey]

Это уже ночное зрение

Я его называю сумеречным Ну, имеется в виду зрение одними "палочками", без "колбочек".

никаких оттенков, только светло-серое по темно-серому

Не совсем так. Оттенки есть, но они не похожи на "традиционные" цвета.

с максимумом чувствительности в районе 500нм (голубой).

Максимум там вроде ближе к 470. Хотя не помню уже, если честно. Но 500 - это ещё аквамариновый.

При сумеречном зрении цвета различаются, но их относительная яркость по сравнению с девным сильно изменяется в пользу синей части.

Здесь ещё работают колбочки на пределе обнаружения. Отсюда примерно логарифмическая зависимость угловых размеров минимальных цветных объектов от яркости:

возьмите лист бумаги и нанесите на него красным фломастером точку. если полумрак хороший, то она вам будет казаться серо-черной. теперь намалюйте плюху диаметром сантиметров 5 и есть вероятность, что вы начнете различать цвет этого пятна.

[Ernest]

Я его называю сумеречным... Не совсем так... Максимум там вроде ближе к 470... примерно логарифмическая зависимость угловых размеров минимальных цветных объектов от яркости...

Вы можете называть сумеречным зрением, что угодно. Есть определения, которых следует придерживаться, если хотите быть понятым и не плодить слухов.

При нормальной дневной освещенности рассеянным светом хорошо воспринимаются все цвета спектра с чувствительностью примерно 2 нм в центре визуального диапазона и 20-30 нм по краям.

Если яркость снижается до значений менее 1 кд/м2 (сумеречное состояние), то красный, зеленый и синий цвета сохраняют свой цветовой тон, а промежуточные между ними изменяются в направлении сближения с основными. Так, оранжевый становится краснее, желтый приближается к оранжевому, голубой и фиолетовый синеют; желто-зеленые и зелено-голубые теряют свои оттенки и приближаются к спектральному зеленому. Если яркость световых потоков снижается почти до состояния темноты (<0.05 кд/м2) — различаются только три основных цвета — красный, зеленый и синий. В сгущающихся сумерках (<0.001 кд/м2) последним исчезает синий цвет, превращаясь в белесый, а красный превращается в черный. Изменение цветов при уменьшении их яркости называют явлением Бецольда — Брюкке.

Таким образом в части изменения в восприятии цветов имется по меньшей три типа зрения: дневное (яркость объектов >1 кд/м2), сумеречное (яркость объектов от 1  до 0.001 кд/м2) и ночное (яркость менее 0.001 кд/м2). Иногда еще говорят о нижней границе комфортного цветоразличения >20 кд/м2.

При уменьшении освещенности кривая относительной спектральной чувствительности глаза сдвигается в голубую область, и в сумерках максимум спектральной чувствительности глаза приходится на 515 нм. Это явление называется эффектом Пуркинье.

При колориметрических испытаниях используют окрашенные образцы размером не менее 2 градусов.

[Droog_Andrey]

Не знал о градации "дневное > 1 кд/м² > сумеречное > 1 мкд/м² > ночное", спасибо

Изменение цветов при уменьшении яркости связано с приближением к пороговой яркости для каждого из трёх цветов. Похожий эффект можно наблюдать, уменьшая битность полноцветной картинки и "сглаживая" результат (чтобы смоделировать "аналоговость" восприятия).

Максимум точно на 515 нм? Интересно, с чем я его тогда спутал?

Но у дневного максимум точно на 555, это я помню

[Droog_Andrey]

З.Ы. Модель человеческого слуха, построенная на результатах акустических испытаний синусами и меандрами, плохо работает при анализе восприятия музыки, так что и здесь, думаю, лучше всего опишет ситуацию опыт реальных наблюдений

Расскажите, что же все таки видно в такие апертуры?