Применимость увеличений в астрономическом телескопе
Увеличение является наиболее неправильно понятым параметром телескопов, причем не только новичками. Новые пользователи телескопа часто предполагают, что большее увеличение дает лучший результат. Но они быстро узнают, что это редко так, и даже наоборот, более низкая кратность почти всегда дает лучшее изображение.
Планетные наблюдения, Сочи, 600 метров над уровнем моря. (На фото: К. Радченко)
Почему большое увеличение не всегда хорошо?
Есть несколько причин, по которым большое увеличение не может быть предпочтительным. Обычное предположение новых астрономов-любителей состоит в том, что, поскольку мы пытаемся наблюдать объекты, которые находятся очень далеко, мы хотим увеличить их немного, чтобы приблизить их. Но большинство объектов на ночном небе, несмотря на то, что они очень далеко, кажутся очень большими. Например, туманность Ориона выглядит более чем в два раза больше полной Луны, а галактика Андромеды — в шесть раз больше. Хотя Андромеда находится в 70 триллионах раз дальше Луны, она также и в 420 триллионов раз больше нашей спутницы! Большое увеличение дает небольшое поле зрения, а это означает, что большой объект может не вписываться в поле зрения телескопа.
Вид галактики в Андромеде: справа при большем увеличении, но всю галактику Андромеды можно увидеть только в режиме малой кратности — слева
Еще одна причина, по которой увеличение не стоит сильно увеличивать, связана с яркостью изображения. Неудачный закон физики гласит, что когда увеличение удваивается, изображение становится в четыре раза менее ярким. Большинство небесных объектов очень слабые, поэтому делать их тусклее, чем необходимо, не рекомендуется. Вот почему самая важная вещь в телескопе — это апертура (диаметр объектива), а не увеличение. Яркость является ключом к астрономическим наблюдениям.
Изображение туманности Ориона: справа увеличено, но также и более тускло, чем при малом увеличении — слева
Некоторые объекты, однако, маленькие и яркие и поэтому хорошо выдерживают большие увеличения. Планеты как раз попадают в эту категорию. Юпитер, несмотря на то, что является самой большой планетой в нашей Солнечной системе, находится достаточно далеко (644 миллиона км.), и виден как 1/36 размера полной Луны. Тем не менее, Юпитер ярче любой звезды на небе. Столь большие увеличения хорошо работают на Юпитере, Сатурне, Марсе и других ярких объектах, таких как Луна.
Сколько стоит слишком много?
Так почему бы просто не увеличить Юпитер столько, сколько мы хотим? Если в 200х он выглядит лучше, чем в 50х, разве не должен он выглядеть лучше в 600х или 1000х? Нет, и есть две причины, почему.
Первая связана с самим телескопом. Яркость объекта зависит от размера телескопа и увеличения. Чем больше света вы можете собрать (чем больше площадь объектива, которая зависит от его диаметра), тем больше вы можете увеличить кратность инструмента, прежде чем изображение станет слишком тусклым. Кроме того, разрешение, или мельчайшие детали, которые можно увидеть, также зависит от размера диаметра объектива. Это означает, что существует теоретический верхний предел того, насколько телескоп может увеличивать, прежде чем изображение станет блеклым и слишком размытым. Это определяется очень простым уравнением:
Максимальное увеличение телескопа = D х 2
D — диаметр объектива в мм
Например, 75мм телескоп имеет максимальное теоретическое увеличение 150x. 150мм телескоп может увеличивать в 300 раз, а 200мм телескоп — в 400 раз. Однако это строго теоретический максимум, потому что основным ограничивающим фактором является не сам телескоп.
Обычным ограничивающим фактором при максимальном увеличении является атмосфера Земли. Так как мы должны смотреть через толщу атмосферы, чтобы увидеть что-либо в космосе, то чем больше мы увеличиваем небесные объекты, на которые мы смотрим, тем больше мы увеличиваем негативное влияние атмосферы. И если атмосфера турбулентная, эта турбулентность будет иметь тенденцию размывать изображение. Устойчивость атмосферы называется условиями наблюдения. Когда видимость хорошая, атмосфера является устойчивой, и изображение выглядит очень четким. Когда видимость плохая, атмосфера очень турбулентная, и изображение выглядит размытым. В ночи плохой видимости даже хороший телескоп не может дать больше деталей в изображении.
Юпитер в отличных условиях видимости
Юпитер в плохих условия видимости
Реальный верхний предел увеличения, независимо от того, насколько велик телескоп, в среднем за ночь будет примерно 250х — 300х. В плохую ночь вы не сможете превысить 100-150x. Обратите внимание, что условия наблюдения и прозрачность (чистота атмосферы) не одинаковы. Часто очень темные, ясные ночи будут иметь плохие условия видимости, в то время как туманные ночи с низкой прозрачностью часто дают прекрасную видимость. Вызвано это тем, что в верхних слоях атмосферы стихают вихревые потоки, портящие картинку.
Хорошо, если слишком много плохо, а как насчет низкого увеличения?
Меньшее увеличение дает более широкое поле зрения и более яркое изображение. Однако так же, как существует такая вещь, как слишком большое увеличение, существует и такая вещь, как минимальное увеличение. Минимальное увеличение определяется выходным зрачком системы телескопа. Выходной зрачок — это диаметр луча света, выходящего из окуляра. Чем больше этот луч, тем ярче будет изображение. По крайней мере, до той поры, где диаметр выходного зрачка телескопа не будет превышать диаметра зрачка глаза наблюдателя.
Разный размер выходных зрачков. Большой выходной зрачок справа шире зрачка глаза наблюдателя.
Если выходной зрачок шире, чем зрачок глаза наблюдателя, пропадает яркость картинки. Эффект точно такой же, как ограничение апертуры телескопа (диафраграмирование). Размер зрачка наблюдателя зависит от того, приспособлен ли наблюдатель к темноте и сколько ему лет (максимальный размер зрачка уменьшается с возрастом). Типичный адаптированный к темноте зрачок имеет 7 мм в диаметре. Глаза пожилых наблюдателей могут открываться только на 5 или 6 мм. Предполагая стандартный размер человеческого зрачка в темноте равный 7 мм, есть простое уравнение для минимального увеличения:
Минимальное полезное увеличение = D / 7
D — диаметр объектива в мм
Оптимальное увеличение
Вторая проблема заключается в том, что уменьшение увеличения уменьшает масштаб изображения и детализацию. Наилучшее разрешение человеческого глаза достигается при использовании меньшего диаметра выходного зрачка инструмента. Наблюдательные эксперименты обычно обнаруживают, что для наблюдения объектов глубокого космоса лучшую картинку можно увидеть с выходным зрачком от 2 мм до 3 мм. Это будет увеличение в 35-50 раз на 100мм телескопе, 70-100x на 200мм и 120-175x на 350мм. Более низкое увеличение может быть необходимо, чтобы охватить весь большой объект в одном поле зрения. Но при попытке наблюдать мелкие детали в галактике, или туманности, или в шаровом скоплении звезд, средние увеличения могут оказаться идеальными.
Для просмотра планет можно использовать более высокую кратность. Конечно, каждый объект, телескоп и наблюдатель уникальны, поэтому определенные увеличения могут быть лучше для определенных комбинаций. У большинства астрономов есть три окуляра — один большой кратности, один средний и один низкий — для покрытия различных условий наблюдения. Обычно они находятся в диапазоне от 50x до 250x, так как он охватывает все, от широкого поля до высокой кратности. Большое увеличение может быть полезно для отличных ночей, но, скорее всего, это будет окуляр, который редко используется. Меньшая мощность может быть полезна для более широких полей зрения.
Посмотрите на калькулятор увеличения, чтобы определить кратность любой комбинации окуляра и телескопа.
Надеюсь данная статья окажется для кого-то полезной!
Всем чистого неба и успешных наблюдений!
Константин Радченко, главный редактор группы «Open Astronomy».
Источник
Как сфотографировать Луну в «суперлуние»
На самом деле здесь будет разоблачение мифа про «суперлуние». Ну и для пользы инструкция как правильно фотографировать Луну. Я эту инструкцию хотел написать уже давно, но ждал августа. Дело в том, что у СМИ это почему-то самый популярный месяц для жареных астрономических новостей. А непрофильные СМИ, как известно, всегда если не наврут, то ошибутся.
Начнем с теории: как же фотографировать Луну?
Для начала нужно отметить принципиально разные сюжеты съемки такого банального объекта как Луна. Типовые кейсы это:
- Я купил новый телеобъектив/фотоаппарат с большим зумом и хочу сфотографировать поверхность Луны
- Я хочу сфотографировать пейзаж с луной или как вариант с лунной дорожкой
Сфотографировать Луну или даже кратеры на Луне телевиком
Для первого варианта вам ни в коем случае не нужно ждать не то что «суперлуния», а вообще полнолуние. Обратите внимания на следующее фото:
На нем видны лунные кратеры и лунные горы. Не то, что на первой фотографии, снятой в полнолуние. Там они тоже видны, но выглядят плоско. Потому что в полнолуние Солнце освещает Луну вертикально и детали рельефа не отбрасывают тени — в отличие от этой планеты Луна примерно одного цвета. Максимально интересная фазы Луны когда освещено от 25% до 75% диска (желательно перед полнолунием, после сам пейзаж Луны менее интересен).
Оборудование
Фотоаппарат подойдет любой, главное чтобы можно было управлять выдержкой. Объектив с фокусным расстоянием от 200мм (или 10 кратный зум если у вас мыльница) и чем больше — тем лучше. Еще лучше телескоп. Крупные фотографии Луны я как раз фотографировал через телескоп с фокусным расстоянием 1000мм. Но у телескопа есть еще и бонус: фокусное расстояние можно легко увеличить. Например, тот же самый телескоп я легко «разгонял» до 10 метров фокусного расстояния.
Для фотографирования Луны так же желателен штатив. Хотя в полнолуние выдержка может составлять 1/500 секунды и это при ISO 100. Но лучше все же иметь штатив. Конкретное значение выдержки лучше подбирать методом проб. Фокусировать тоже лучше вручную (штатив!).
Важное замечание про баланс белого. Почему-то фотографы даже с большими черными фотоаппаратами и снимающие в RAW забывают про него именно при съемке Луны. Часто можно увидеть фотографии Луны, где она белого цвета. Автоматический баланс белого обычно не справляется с таким сюжетом и поэтом перед съемкой лучше сразу выставить баланс белого «солнечно». Тогда цвет будет правильный.
А как же «суперлуние»?
Этот термин вообще придумали охотливые до жареных новостей журналисты году так в 2013-м. И для съемки Луны оно в принципе не нужно. Если у вас объектив не достаточно длинный, а фотку хочется покрупнее, то лучше обрезать кадр при обработке. Разница в размере Луны в «суперлунии» по сравнению со «средней» Луной всего 8%. А кропом можно «увеличить» Луну несколько раз.
Вот, например, как выглядит Луна через объектив 200мм (матрица APS-C)
Вот она же во время «суперлуния»:
А если обрезать черное поле:
А астрономы со своими десятиметровыми телескопами разве не используют момент «суперлуния» чтобы сфотографировать еще на 8% крупнее? Как ни странно, тоже нет. Если у вас есть телескоп то гораздо важнее спокойная атмосфера нежели жалкие 8%.
Источник
Луна с максимальным увеличением
Вечером 26 мая полнолуние совпало с близким расположением Луны по отношению к Земле
Луна приблизилась максимально близко к Земле
Фото: Руслан Рахимчанов
Новосибирец сфотографировал огромную Луну 26 мая 2021 года
Над Новосибирском последние несколько ночей наблюдается необычно большая Луна. В этом году совпали два небесных явления: полнолуние и максимально близкое прохождение Луны от Земли — суперлуние. Новосибирец Руслан Рахимчанов сфотографировал огромную луну в ночь с 26 на .
О необычном явлении Руслан узнал из материала НГС и решил запечатлеть суперлуние.
— У меня есть большой телеобъектив, с хорошим фокусным расстоянием, которое позволяет неплохо увеличивать объекты. Я Луну часто фотографирую. Вечером подготовил и установил свое фотооборудование для фотосъемки Луны, правда, небо не обещало красивых кадров, так как были тучи и облака, но позже небо стало ясным, и повезло сфотографировать крупную Луну, — рассказал Руслан.
Новосибирец фотографировал Луну на пляже
Фото: Руслан Рахимчанов
Фотографировал новосибирец с набережной ОбьГЭС. Он сказал, что необычные размеры Луны можно было заметить и невооруженным взглядом, но с помощью телескопа она завораживала.
— Суперлунием называют совпадение момента наступления полнолуния (или новолуния) с моментом наибольшего сближения Луны и Земли. Если совпадение произошло в полнолуние, то можно заметить увеличение лунного диска, — рассказала НГС специалист учебно-научного центра «Планетарий» Виктория Дамм.
Самое близкое расстояние Луна достигла в 08:53 — . Полнолуние же началось в 18:15 .
Руслан Рахимчанов не первый раз сфотографировал необычное небесное явление. В 2020 году он запечатлел прохождение Венеры на фоне скопления Плеяд.
Источник