Наблюдения туманных объектов

Материал из Астровики
Перейти к: навигация, поиск

Содержание

Введение

Особенности человеческого зрения таковы, что мы можем различать объекты не только днем, но и ночью. Но если днем большинство из нас различает все в цвете, то темной ночью мы лишь видим оттенки серого. Яркий фонарь может быть белого, желтого, оранжевого или «ртутного» цвета, он может осветить желтую или красноватую стену дома, но за пределами светового пятна в мало освещенном районе города или за его пределами мы видим лишь серые полутона.

Это связано с тем, что днем и ночью работают разные светочувствительные клетки глаза. Если вы не знаете, как устроен глаз, то представьте себе фотоаппарат: объектив преломляет параллельные пучки света (которыми наполнено окружающее нас пространство) и строит изображение на светочувствительную матрицу (электронную матрицу или же на фотопленку). Каждый элемент матрицы воспринимает только один сигнал (в котором содержится информация только о цвете и яркости), а совокупность множества таких элементов дает нам «картинку», фотографию. Глаз работает так же, правильнее будет сравнить его с видеокамерой. И элементами «матрицы» глаза являются светочувствительные клетки, расположенные на задней стенки наших органов зрения.

Днем мы, что называется, наблюдаем работу клеток-колбочек. Они «умеют» распознавать цвет, то есть длину волн или их сочетание от наблюдаемого объекта – и мы видим что-то зеленое, красное, бежевое, терракотовое… и так далее. Но при низком уровне освещенности колбочки работать не умеют. Конечно, если, например, на темной стене сидит зеленый светлячок, мы увидим зеленоватый оттенок его света (потому как его изображение на сетчатке будет достаточно яркое), но сама стена, освещенная лишь светом неба и далекими окнами, будет казаться серой, хотя в действительности она сложена из красного кирпича. К этому же мы должны стремится и при организации наблюдений туманных объектов, чтобы не нарушать темновой адаптации зрения (о которой вкратце расскажу ниже): окружающий ландшафт должен быть темным и казаться серовато-черным, небо – незасвеченным и главное – никаких фонарей в поле зрения! Только красный свет от фонарика или пульта телескопа (слабый красный свет не нарушает темновой адаптации глаза).

Так вот, при низком уровне освещенности окружающего ландшафта, предметов (и, как следствие, низкого уровня освещенности на сетчатке глаза) работают другие клетки – палочки. Они гораздо чувствительнее колбочек, но не умеют распознавать цвет. Именно эти клетки помогают нам видеть туманные объекты в телескоп или невооруженным глазом. И по этому туманности (как правило) мы видим не цветными.

Туманности видны в телескоп столь неярко не потому, что они далеко. Если Вы наблюдаете в телескоп на равнозрачковом увеличении (для кого-то это D/7, для кого-то D/5, где D - апертура в миллиметрах, 5 или 7 – диаметр в мм вашего зрачка в темноте ), то увидите туманность такой же, как если бы она была во столько же раз ближе, каково при этом увеличении вашего инструмента. Если вы поставите окуляр, дающий большее увеличение, видимый размер туманности увеличится, и засчет этого часто можно увидеть дополнительные детали, но яркость поверхности будет более тусклой.

Впрочем, то же самое можно сказать и про Луну: самая яркая она на равнозрачковом увеличении, но зрение при этом повредить невозможно, так как поверхность Луны недостаточно яркая для этого (вследствие низкого альбедо она ниже, чем яркость земной поверхности солнечным днем – а ведь глядя на залитую солнцем лужайку ослепнуть невозможно, хотя и хочется сощуриться, если вы только что выскочили из темного чулана).

Впрочем, не будем отвлекаться, ведь речь у нас о туманностях, которые светятся весьма слабо. На небе огромное множество туманностей, если говорить о галактиках, то их многие миллиарды. Но подавляющее большинство столь далеко, что общая яркость каждой из них не позволяет увидеть их глазом даже в самый мощный земной телескоп. Зато все вместе они, вкупе с миллиардами слабых звезд нашей галактики, образуют естественный фон неба, который даже в горах (где огни городов не освещают атмосферу) совсем не угольно-черный.

Несколько примеров различных туманных объектов

Туманность Андромеды, M31 Является гигантской галактикой, наша соседка во вселенной. Видна невооруженным взглядом, за городом, как маленькое продолговатое пятнышко, легко находится по цепочке из звезд от Беты Андромеды. Великолепный объект для по-настоящему темного неба вне зависимости от апертуры инструмента, хотя все же эффектнее от 100мм. В небольшие апертуры обычно видна целиком – огромный яркий овал с большими перепадами поверхностной яркости. В апертуры от 200мм на темном, незасвеченном небе видны детали структуры галактики –темные пылевые прослойки «лыжня», звездные ассоциации в виде более ярких областей, на дальней периферии можно найти почти звездообразное шаровое скопление G1, принадлежащее вовсе не нашей галактике, а Туманности Андромеды.

Разных цветов, которые можно увидеть на фото, глазом не заметно – отчасти потому, что в галактике есть звезды различных спектральных классов, которые визуально сливаются в единое целое, отчасти потому, что уровень яркости, особенно на окраинах галактики, слишком мал для эффективной работы цветочувствительных клеток-колбочек.

Галактика Водоворот, M51 Эта галактика тем красивее, чем больше диаметр инструмента (апертура). В 80мм видны одно пятнышко или (опытному наблюдателю) два прижатых друг к другу пятнышка. В 150мм два пятна видны отчетливо, вокруг одного из них отчетливый округлый ореол. В 400- 450мм галактика показывает свое спиральное великолепие, яркая, впечатляет часто даже неопытных наблюдателей. Но – помните – очень важно, чтобы небо было темным, незасвеченным. Вследствие слабой поверхностной яркости, каких-либо оттенков, кроме серо-белесого светящегося тумана, В M51 глазом не наблюдается.

Большая Туманность Ориона, M42 Великолепная газовая туманность, в которой даже начинающий ЛА с маленьким инструментом может воочию наблюдать, как рождаются звезды (в статичном виде, конечно). В любой телескоп отчетливо видна ее форма, телескопы от 150-200мм показывают много деталей структуры, отдельные светящиеся струи газа. Любимый туманный объект многих любителей астрономии. Благодаря высокой поверхностной яркости своей центральной части хорошо наблюдаема в деталях даже из некрупных городов, хотя, конечно, периферия туманности, богатая деталями, раскрывается во всей красе на незасвеченном небе.

Эта замечательная туманность интересна также тем, что многие наблюдатели отмечают ее «разноцветность». Яркость части M42 настолько велика, что некоторые наблюдатели видят сиреневый (красный, малиновый) оттенок «каймы», соседствующий с соседней голубоватой (синеватой) областью. Так как яркость здесь «пограничная», на пределе возможностей работы цветочувствительных клеток-колбочек, нужна достаточно большая апертура, чтобы масштаб изображения этой области на сетчатке глаза был достаточно велик при максимально ярком изображении, которое обеспечивают увеличения, близкие к равнозрачковым: если в фиксации цвета принимает участие больше колбочек, зрительной системе легче обработать цветовой сигнал. Если же поставить то же увеличение, но на меньшем телескопе, при том же масштабе мы получаем более тусклое изображение, и глаз уже не в состоянии различать цвета (клетки колбочки не работают). Некоторые наблюдатели отмечают разделение цвета в M42 уже в 300мм инструменты; автор этих строк уверенно видит их в 460мм, некоторые наблюдатели, будучи весьма опытными, не могут различить цвета в M42 в телескопы такой апертуры. UGC144 Ничем не примечательная галактика в созвездии Рыбы, находится у самой границы с созвездием Пегас. Доступна лишь крупным любительским телескопам, примерно от 300мм, но лучше от 400мм, в них она видна как очень слабое, вытянутое туманное пятнышко.

M13, шаровое звездное скопление в Геркулесе. Только опытный невооруженный взгляд на темном небе может заметить маленькое туманное пятнышко. Для самых малых апертур (например, для 70мм бинокля) является туманным объектом, видно как яркое округлое пятнышко с концентрацией яркости к центру. В 80 начинает очаровательно «искрить» по краям, в 150мм видны многие десятки звезд как на краях, так и в центре; в 300 и особенно в 450мм мы видим потрясающую картину, какую не увидишь невооруженным глазом на всем небе и которую не передаст ни одна фотография – плотный, сверкающий рой из многих сотен или тысячи звезд.

Хи и Аш Персея, двойное рассеянное скопление. Невооруженным взглядом видны как одно продолговатое туманное пятно (в этой области неба глазом хорошо видно два компактных туманных пятна, второе – это Туманность Андромеды), но уже в маленький телескоп рассыпается на множество звезд, зрелище совершенно захватывающее.

Голубой Снежок (NGC 7662), планетарная туманность в созвездии Андромеда. Компактна (угловой диаметр немного меньше Юпитера) и ярка (8 величины). Поверхностной яркости более чем достаточно, чтобы уже в небольшие любительские телескопы был отчетливо заметен голубой цвет (работают не только клетки-палочки, но и колбочки). В телескопы среднего любительского калибра ярко-голубой цвет заметен отлично.

Рыбачья Сеть, комплекс туманностей в Лебеде. Остаток взрыва сверхновой звезды. Резко очерченные вьющиеся волокна, расщепляющиеся и вновь сходящиеся, оставляют незабываемые впечатления… только при применении специального узкополосного фильтра OIII (или UHC от некоторых производителей). Без специального фильтра «ловить» в рыбачьей сети особенно нечего! Секстет Сейферта (NGC6027), компактная группа галактик в Змее.

Плотная группа галактик – три взаимодействующих, масштабный звездный выброс и 2 галактики фона – «в одном флаконе». Предельно тусклый объект, доступный только опытным наблюдателям с крупным любительским телескопом. Яркость галактик от 15 величины, они довольно компактны, поэтому единственная возможность их увидеть (и то, не все) – это поставить большое увеличение, чтобы снизить яркость фона и визуально разделить одно пятно на 3-5. Объект чрезвычайно трудный и представляет интерес только для фанатов созерцания галактик, обладающих крупной апертурой. Помимо этого, обязательное условие – темное небо.

Темновая адаптация

Если вы вышли под темное звездное небо из ярко освещенной комнаты (или из салона автомобиля с включенным плафоном), то поначалу звезд видно довольно мало. Это связано с тем, что ваш мозг и глаза (которые часто называют продолжением головного мозга), популярно выражаясь, работают в режиме яркого света. Связка глаза - мозг быстро адаптируется, и уже через пару минут вы уже видите много звезд. Но адаптация наблюдателя туманных объектов еще не завершена – в сетчатке глаза продолжают течь химические реакции, характерные для яркого света. И только через 20-30 минут они затухают в достаточной степени, чтобы не мешать полноценным наблюдениям. Достаточно света зажигалки перед глазами или планеты в окуляре телескопа (не говоря уже о Луне), чтобы сбить адаптацию на 5-10 минут. Пульт монтировки с не красной подсветкой или ноутбук также напрочь портят полноценную адаптацию глаза.

Засветка неба

Лучше всего туманности наблюдать вдали от городов, где уличная иллюминация не «загрязняет» атмосферу. Самым простым показателем качества неба является млечный путь. Если его не видно или видно еле-еле, значит, небо не очень хорошее для наблюдений туманностей. Если он виден яркой «рекой» с островами и извилистыми берегами – небо «что надо»! Не надо забывать, что в зависимости от времени года и ночи млечный путь может «лежать» у горизонта, и тогда он заметен только в самых лучших, «темных» местах! Для определения местоположения полосы Млечного Пути воспользуйтесь подвижной звездной картой или программой-планетарием.

Когда на небе Луна, туманности наблюдать настолько же плохо, как в городе. Чем полнее фаза Луны, тем хуже.

В северных районах и в центральной полосе России в летние месяцы недостаточно темные ночи для полноценного наблюдения туманностей, так как Солнце в своем суточном движении погружается за горизонт недостаточно глубоко. На широте Астрахани ночи достаточно темны круглый год, только что летом они более короткие; на широте Москвы уже всю ночь недостаточно темно с мая до середины августа, если же идти дальше на север, то про белые ночи и полярные дни наслышаны все.

Апертура, тип телескопа, светосила и туманные объекты

Чем больше апертура телескопа, тем больше в него видно туманностей, тем крупнее в поле зрения одна и та же туманность на равнозрачковом увеличении, как следствие, в ней видно большее количество деталей. Тип телескопа играет гораздо меньшую роль. Рефрактор с чистыми линзами и диэлектрическим диагональным зеркалом, благодаря меньшему светопоглощению на оптических поверхностях и отсутствию центрального экранирования вторичным зеркалом, покажет туманности немного ярче, чем рефлектор той же апертуры, чтобы достичь того же эффекта, нужно применить рефлектор или катадиоптрический телескоп диаметром на 20% больше.

Светосила, или относительное отверстие телескопа, определяется соотношением фокусного расстояния телескопа и его диаметра. На яркость объектов в окуляре это соотношение не оказывает никакого влияния. Поверхностная яркость зависит только от применяемого увеличения, общая яркость туманного объекта – только от диаметра объектива (зеркала).

Использование бокового зрения и другие приемы наблюдения туманных объектов

Наши глаза устроены так, что наибольшая чувствительность клеток палочек находится не в центре (на который проецируются объекты в направлении взгляда), а несколько в стороне, вокруг центральной зоны. Поэтому слабые туманности или детали более ярких лучше разглядывать не прямым направлением взгляда, а используя боковое, или по-другому, периферийное зрение. В этом нет ничего сложного – ведь мы что-то замечаем Конечно, то, что находится за пределами прямого зрения менее резко, но детали туманностей в окуляре обычно крупны и прием с использованием бокового зрения отлично работает, если у вас набран опыт вдумчивых наблюдений во время нескольких ночей.

Опытные наблюдатели туманных объектов используют и более сложные приемы - зрительной памяти , накопления фотонов, легкого покачивания трубы и другие. Они индивидуальны, являются предметом вкуса и предпочтений наблюдателя и позволяют увидеть вселенную «еще глубже», чем простое использование бокового зрения, которым должен владеть каждый любитель наблюдения туманных объектов.

Советы для желающих пронаблюдать наибольшее количество объектов за ночь

  • Ну да,.. всю ночь наблюдать
  • Хорошие карты и продуманная долгими пасмурными вечерами программа наблюдений на планшете рядом с телескопом, подсвеченые слабым красным фонариком
  • Наблюдать по преимуществу участки неба с высокой плотностью галактик - чтобы не скакать по небу, а медленно дрейфовать в одном районе, передвигаясь по цепочкам галактик, не меняя увеличения
  • Ясное незасвеченное небо и большая апертура, при которой отчетливо проступают множество галактик, увеличивают число таких доступных для наблюдения компактных участков на небе
  • Не стоит пытаться наблюдать предельные объекты, "дистанцируясь" от них примерно на одну звездную величину. "Вглядывание" отнимает энергию и тормозит марафон. Хотя сильно отдаляться от предела тоже плохо - иначе мало объектов на небольшой площади. Хороша такая предельная яркость, когда уже посмотрел 3-5 секунд, и объект виден просто в искомом районе (глядя в область примерно 5'х5' или наверное 8х8' при апертуре 6-8")
  • По-настоящему близкий к пределу объект фиксируется, только если определить его местоположение с точностью до 1', относительно, опять же, предельных для своей апертуры звезд, далее (если все равно не виден)- 1-2 минутная попытка все-таки увидеть. Это уже не марафонские дела...
  • Для того, чтобы всю ночь наблюдать, надо быть сытым, отдохнувшим, а дорога к месту наблюдения нетрудной и недалекой.
  • Не стоит марафонить в сомнительную погоду - на небе не должно быть ни одного облачка.
  • Программа наблюдений должна содержать маршрут наблюдения и его надо жестко придерживаться: с яркими объектами в узлах и более слабыми в радиальных направлениях
  • Идеальные "гнезда" галактик содержатся вдоль южной границы Андромеды, в Треугольнике, в Б.Медведице, Волосах Вероники, Деве, Гончих Псах, Льве, Ките, Пегасе
  • При определении "проблемности" галактики стоит кроме интегральной зв. величины, принимать во внимание поверхностную яркость и морфологию (спирали плашмя видны лучше, эллиптические - хуже).
  • Галактический марафон становится интересным занятием только под реально черным загородным небом, без Луны. Только надо иметь ввиду, что под ясным небом бывает очень холодно.

Основа статьи была написана участниками Астрофорума под никами Feanor и Эрнест.

Персональные инструменты
Пространства имён

Варианты
Действия
Навигация
Инструменты