1889 júniusában, kb. Egy évvel a korai halála előtt, a ragyogó holland posztimpresionista, Vincent Van Gogh dühösen befejezte A csillagos éjszaka miközben a Saint-Paul de Mausole kolostorban tartózkodik, egy mentális menedékjog, amely Dél-Franciaországban található. A festmény egy alázatos falut ábrázol, amely fészkel a hullámos dombok kék nyugalma és a mágikus ég között, amelyet üstökös alakú felhők és óriáskerék méretű kocsikerekes csillagok töltöttek fel. Annak ellenére, hogy Van Gogh élete során csak egy festményt adott el, ez a felbecsülhetetlen értékű mű alkotja ikont. Ebben egy olyan gyermeki csodát megragadott, amelyet a felnőttek felismerhetnek azért, aki nem állt oda, és amelyet a feje fölött ünneplő csillogó csillagok megráztak. A gyönyörű, mély űrből készült képek hasonló izgalmat válthatnak ki a csillagászati rajongók számára. Azokat a fotósokat, akik készítik őket, inkább érdekli a csillagok, ha békések.
A csillagos éjszaka (1889) nem volt az egyetlen festmény, amelyet Van Gogh készített az éjszakai égbolt ábrázolására. Valójában ez a vászon nem volt a kedvence, mert nem volt olyan reális, mint az eredetileg elképzelte. Például egy évvel korábban gyártott A Csillagos éjszaka a Rhone felett (1888) és Kávézó terasz éjjel (1888). Ezeknek mindkettőnek vannak közös elemei, de mindegyikük is egyedi - a korábbi verziókban emberek szerepelnek, a csillagok például csökkentett szerepet vállalnak. Ennek ellenére mindhárom alkotás millióit elbűvöli, és a művészet szerelmeseinek százai minden nap körülölelnek körülöttük, saját múzeumukban, és személyes értelmezéseket tettek maguknak és másoknak, akik meghallgatják őket.
Érdekes módon az, ami emlékezetes művészetet készít, elfelejthető csillagászati képeket eredményezhet. Pontosabban, a káprázatos tűzijáték Van Gogh festményeiben a csillogó és pislogó csillagokat képviseli.
Olyan gázok óceánjának alján élünk, amelyek elsősorban nitrogént (78%), oxigént (21%) és argont (1%), valamint számos más összetevőt tartalmaznak, beleértve a vizet (0–7%) és az „üvegházhatású” gázokat vagy ózon (0–0,01%) és szén-dioxid (0,01–0,1%). A Föld felszínétől felfelé mintegy 560 mérföld magasságra nyúlik. A Föld körüli pályáról nézve légkörünk lágy kék fényként jelenik meg közvetlenül a bolygónk horizontja felett. Minden, amit megfigyelünk, ami létezik a bolygónkon túl - a Nap, a Hold, a közeli bolygók, csillagok és minden más, ezen a közbenső közegen keresztül, amelyet atmoszférának hívunk.
Folyamatosan mozgásban van, megváltoztatja a sűrűségét és az összetételét. A légkör sűrűsége növekszik, amikor megközelíti a Föld felületét, bár ez egyáltalán nem egyenletes. Prizmaként viselkedik, amikor a fény áthalad. Például a fénysugarak hajlamosak, ha eltérő hőmérsékletű területeken haladnak át, és a hidegebb levegő felé hajlanak, mert sűrűbb. Mivel a meleg levegő emelkedik, és a hűvösebb levegő leereszkedik, a levegő turbulens marad, és így az űrből származó fénysugarak folyamatosan változnak. Ezeket a változásokat csillag pislogásnak tekintjük.
A vízszintes irányban fújó hűvösebb vagy melegebb szelek mellett a levegő sűrűségének gyors változásai is előfordulhatnak, amelyek véletlenszerűen megváltoztatják a fény útját. Így a négy sarokból fújó szél hozzájárul a csillagok ugrálásához. De a levegő a csillagok gyors fókuszváltozását is okozhatja, ezáltal hirtelen elhomályosulhat, megvilágosodhat vagy megváltozhat a színe. Ezt a hatást szcintillációnak nevezzük.
Érdekes, hogy a levegő mozgásban lehet, bár nem érezzük a szellőjét - a fejünk magas fölött lévő szél erők a csillagok remegését is okozhatják. Például a sugárhajtású patak, amely egy viszonylag keskeny, körülbelül hat-kilenc mérföldnyire felfelé haladó földgömbös áramlat, állandóan megváltoztatja a helyét. Általában nyugatról keletre fúj, viszont az észak-déli viszonylagos helyzete folyamatosan felülvizsgált állapotban van. Ez rendkívül instabil légköri körülményeket eredményezhet, amelyeket a talajban nem lehet érzékelni, ám a sugárhajtású áramlat pislogókkal teli égboltot hoz létre, ha az a helyén átfolyik!
Mivel a bolygók közelebb vannak, mint a csillagok, méretük olyan korongnak tekinthető, amely nagyobb, mint a szél turbulenciája által okozott törésmutató. Ezért ritkán pislognak, vagy csak szélsőséges körülmények között teszik meg. Például mind a csillagokat, mind a bolygót a vastagabb légkörrétegeken tekintik át, amikor a horizont közelében vannak, mint amikor fölül vannak. Ezért mindkettő csillog és táncol, miközben felemelkednek vagy beállnak, mert fényük sokkal sűrűbb levegőmennyiségen megy keresztül. Hasonló hatás van távoli városi fények nézésekor.
A csillogást, amelyet csillagszórókkal látunk, teleszkóp százszorosára nagyítja. Valójában a pislogás súlyosan csökkentheti ezen eszközök hatékonyságát, mivel minden megfigyelhető nincs fókuszban, véletlenszerűen mozgó fényfoltok. Vegye figyelembe, hogy a legtöbb csillagászati fénykép úgy készül, hogy a fényképezőgép redőnyét percig vagy óráig nyitva tartja. Ahogy a fényképezés közben emlékeztetnie kell a tárgyat, hogy álljon meg, a csillagászok azt akarják, hogy a csillagok mozgás nélkül maradjanak, különben a fényképeik is elkenődnek. Az egyik oka annak, hogy a csillagvizsgálók a hegycsúcsokon helyezkednek el, hogy csökkentsék a távcsöveknek átáramló levegő mennyiségét.
A csillagászok a légköri turbulencia hatására mint látás. A fényképes csillagok átmérőjének kiszámításával mérhetik annak hatását a térképre. Például, ha egy csillag képét pillanatnyi expozícióval lehet készíteni, akkor a csillag elméletileg egyetlen fénypontként jelenik meg, mivel a mai napig egyetlen távcső sem képes megoldani a csillag tényleges lemezt. A csillagképek készítéséhez azonban hosszú expozíció szükséges, és amíg a fényképezőgép redőny nyitva van, a pislogás és a szcintilláció miatt a csillag körül táncolhat, és mozoghat a fókusztól és a fókusztól is. Mivel véletlenszerű mozgása van, a csillag hajlamos egy kerek mintázatot létrehozni, amely szimmetrikus a közepén lévő valódi helyének mindkét oldalán.
Ezt be tudja mutatni, ha van egy pillanat és kíváncsi. Például, ha egy ceruzát vagy mágikus jelölőt vesz egy rövid zsinórral egy kartondarabba vagy nagyon nehéz papírba beragadt tűhöz, majd forgassa el az íróeszközt a tű eltávolítása nélkül, az idő múlásával létrehozhat valamit, nagyjából úgy néz ki, mint egy kör. A kör alakú doodle eredménye, mert a húr korlátozza a maximális távolságot a központi tűtől. Minél hosszabb a húr, annál nagyobb a kör. A csillagok így viselkednek, mivel fényüket hosszú expozíciós fényképre rögzítik. A jó látás rövid optikai húrot hoz létre (a rossz látás meghosszabbítja a húrot), a csillag valódi helye központi tapintássá válik, és a csillag úgy viselkedik, mint egy íróeszköz, amelynek fénye nyomot hagy a kamera képalkotó chipjén. Így minél rosszabb a látás és annál táncosabb az expozíció, annál nagyobb a lemez, amely megjelenik a végső képen.
Tehát a rossz látás miatt a csillagméret nagyobb lesz a fényképeken, mint a jó látás során készített képek. A látható méréseket teljes szélességű félmagasságnak vagy FWHM. Ez a lehető legjobb szögfelbontás, amelyet egy hosszú expozíciós képen egy optikai műszerrel lehet elérni, és amely megfelel a csillag átmérőjének. A legjobb látás az FWHM átmérője körülbelül négy (4) ívperc másodperc. De ennek eléréséhez nagy magasságú obszervatóriumban vagy egy kis szigeten, például Hawaii vagy La Palma található. Még ezekben a helyekben is ritkán van ilyen jellegű, nagyon jó minőségű látvány.
Az amatőr csillagászok szintén aggódnak a látás miatt. Az amatőröknek általában el kell tolerálniuk a látási körülményeket, amelyek százszor rosszabbak, mint a távoli csillagászati létesítmények közül a legjobban megfigyelhetők. Olyan, mintha összehasonlítanák a borsót a baseball-tal a legszélsőségesebb esetekben. Ez az oka annak, hogy az ég amatőr fényképei csillagok átmérője sokkal nagyobb, mint a professzionális obszervatóriumok képei, különösen akkor, ha a háztáji csillagászok hosszú fókusztávolságú távcsöveket használnak. Széles körű, rövid fókusztávolságú, nem professzionális képeket is felismerhet, ha nagyítottak vagy nagyítóval tanulmányozták őket.
Az amatőrök lépéseket tehetnek a látásuk javítása érdekében, miközben kiküszöbölik a távhőcsövek fölött a helyi hőforrások és a levegő hőmérsékleti különbségét. Például az amatőrök gyakran készítik el hangszereiket közvetlenül napnyugta után, és hagyják, hogy az üveg, műanyag és fém hőmérséklete megegyezzen a környező levegő hőmérsékletével. A legújabb tanulmányok azt is kimutatták, hogy sok látási probléma éppen a távcső elsődleges tükörénél kezdődik. A primer tükörön áthaladó állandó, enyhe levegőáramról kimutatták, hogy jelentősen javítja a teleszkópos látást. A testhő emelkedésének megakadályozása a távcső előtt szintén segít, és a műszer hőszigetelő környezetben, például egy nyílt fűmezőben történő elhelyezése meglepő eredményeket hozhat. A nyitott oldali teleszkópok szintén jobbak, mint az elsődleges tükrök a cső alján.
A hivatásos csillagászok fejlesztési stratégiákat is látnak. De megoldásaik általában rendkívül drágák és a modern technológia borítékát mozgatják. Például, mivel a légkör elkerülhetetlenül gyenge látványt eredményez, már nem érdemes megfontolni egy távcsövet fölötte a Föld pályájára. Éppen ezért építették és indították el a Habble Űrtávcsövet Canaveral-fokról a Űrhajó fedélzetén. Kihívó Bár az elsődleges tükör csak kb. száz hüvelyk átmérőjű, élesebb képeket készít, mint bármelyik Földön található távcső, méretétől függetlenül. Valójában a Hubble Űrtávcső képei képezik azt a referenciapontot, amellyel az összes többi teleszkópos képet megmérik. Miért olyan élesek? A Hubble képeket a látás nem befolyásolja.
A technológia jelentősen fejlődött azóta, hogy a Hubble űrteleszkópot üzembe helyezték. A bevezetése óta eltelt évek során az Egyesült Államok kormánya besorolta a Földön füleket tartó kém műholdak látványának élesítésére szolgáló módszerét. Adaptív optikának hívják, és forradalmat teremtett a csillagászati képekben.
Alapvetően a látás hatásai tagadhatók, ha elcsúsztatja a távcsövet, vagy a fókuszt pontosan ellentétes irányban változtatja meg, mint a légkör által okozott nasztok. Ehhez nagy sebességű számítógépekre, finom szervomotorokra és rugalmas optikára van szükség. Mindez lehetővé vált az 1990-es években. Két alapvető szakmai stratégia létezik a rossz látás következményeinek csökkentésére. Az egyik megváltoztatja az elsődleges tükör görbéjét, a másik pedig a kamera felé vezető fény útját mozgatja. Mindkettő a csillagász által megfigyelt helyzet közelében lévő referenciacsillag figyelésére támaszkodik, és észreveszi, hogyan befolyásolja a referenciát a látás. A gyors számítógépek és a szervomotorok optikai változásokat vezethetnek be a fő távcsőbe. A nagy távcsövek új generációja tervezés alatt vagy építés alatt áll, amely lehetővé teszi a földön működő műszerek számára a Hubble távcsővel versengő űrképek készítését.
Az egyik módszer a kicsi mechanikus dugattyúk százaival rendelkezik, amelyek egy viszonylag vékony elsődleges tükör alatt vannak elhelyezve és eloszlanak. Mindegyik dugattyúrúd annyira kissé tolja a tükör hátulját, hogy alakja annyira megváltozzon, hogy a megfigyelt csillagot visszaállítsa a holtpontba és tökéletes fókuszban legyen. A professzionális távcsövekkel alkalmazott másik megközelítés kissé kevésbé bonyolult. Bemutat egy kis rugalmas tükör vagy lencse a kamera közelében helyezkedik el, ahol a fénykúp viszonylag kicsi és koncentrált. Ha a kis tükröt vagy lencsét egymással szemben dönti vagy megdönti a referenciacsillag pislogásával, a látási problémák kiküszöbölhetők. Az optikai beállításokat, amelyeket bármelyik megoldás kezdeményez, folyamatosan végzik a megfigyelési szakasz során, és minden változtatás egy másodperc töredékével történik. Ezen technológiák sikere miatt óriási földi távcsöveket tartanak lehetségesnek. A csillagászok és a mérnökök teleszkópokat látnak el olyan fényszóró felülettel, mint a futballpálya!
Érdekes, hogy az amatőr csillagászok is hozzáférhetnek az egyszerű adaptív optikához. Az egyik vállalat, amelynek székhelye a kaliforniai Santa Barbarában található, úttörő szerepet játszik egy olyan egység kifejlesztésében, amely csökkentheti a rossz látás vagy a tévesen beállított távcső tartók hatásait. A cég adaptív optikai eszközei a csillagászati kamerákkal együtt működnek, és egy kis tükörrel vagy lencsével használják a képalkotó chipet eljuttató fény elmozdítását.
III. Frank Barnes csillagász is aggódott amiatt, hogy látta, mikor készítette el a Cassiopeia csillagképben található csillagfürt és köd ezt a feltűnő képet. Ez a lélek ködének egy kis része, amelyet a J.L.E.-ben IC 1848-nak jelöltek. Dreyer mérföldkőnek számító második indexkatalógus (IC) (1908-ban jelent meg az eredeti új általános és első index-összeállításainak kiegészítéseként).
Frank arról számolt be, hogy látása kedvező volt, és csillagméretű volt, amelynek FWHM-je 1,7 és 2,3 ″ között volt minden harmincegy, harminc perces expozíciója során. Vegye figyelembe a csillagok méretét ebben a képen - nagyon kicsik és szorosak. Ez megerősíti az ésszerűen jó látást!
Mellesleg, a kép színei mesterségesek. Mint sok csillagásznak, akiket a helyi éjszakai fényszennyezés sújt, Frank képeit speciális szűrőkön keresztül tette ki, amelyek csak bizonyos elemek által kibocsátott fény hatására érik el a kamera detektorát. Ebben a példában a piros nátriumot, a zöld a hidrogént, a kék pedig az oxigén jelenlétét jelzi. Röviden: ez a kép nem csak azt mutatja, hogy mit néz ki ez a térség az űrben, hanem miből is készül.
Érdemes megjegyezni, hogy Frank 6,3 megapixeles csillagászati kamerával és 16 hüvelykes Ritchey-Chretien távcsővel készítette ezt a figyelemre méltó képet 2006. október 2. és 4. között.
Van fényképe, amelyet meg szeretne osztani? Küldje el őket a Space Magazine asztrofotós fórumához, vagy küldjön e-mailt, és talán szerepelhet egyet a Space Magazine-ban.
Írta: R. Jay GaBany
