ביוני 1889, כשנה לפני מותו בטרם עת, השלים הפוסט-אימפרסיוניסט ההולנדי, וינסנט ואן גוך, בזעם לילה הכוכבים בעת שהות במנזר סן-פול דה מוזולה, מקלט נפשי שנמצא בדרום צרפת. בציור מתואר כפר צנוע השוכן בין השלווה הכחולה של גבעות בינוניות ושמיים קסומים מלאים בעננים בצורת שביט וכוכבי גלגל העגלה בגודל גלגלי פריס. אף על פי שאן גוך מכר רק ציור אחד במהלך חייו, יצירת אמנות זו שלא יסולא בפז הפכה לאייקון. בתוכו הוא תפס פלא ילדותי שמבוגרים יכולים לזהות עבור מי שלא עמד בחוץ והתנדנד על ידי כוכבים מנצנצים שחוגגים מעל לראש. תמונות מרחב עמוק יפה יכולות לעורר התרגשות דומה מצד חובבי אסטרונומים. עם זאת, הצלמים המייצרים אותם מתעניינים יותר בכוכבים כשהם שלווים.
לילה הכוכבים (1889) לא היה הציור היחיד שיצר ואן גוך המתאר את רקיע הלילה. למען האמת, הבד הזה לא היה המועדף עליו כיוון שהוא לא היה מציאותי כמו שחזה בתחילה. לדוגמה, שנה קודם לכן הוא הפיק ליל הכוכבים מעל הרון (1888) ו- מרפסת בית קפה בלילה (1888). לשני אלה יש אלמנטים משותפים אך כל אחד מהם גם הוא ייחודי - הגרסאות הקודמות כוללות אנשים והכוכבים מקבלים תפקיד מופחת, למשל. אף על פי כן, שלוש העבודות הללו כבשו מיליונים ובכל יום מאות אנשים חובבי אמנות מתגודדים סביבם, במוזיאונים שלהם בהתאמה, ועושים פרשנויות אישיות לעצמם ולאחרים שישמעו.
מעניין, מה שהופך אמנות בלתי נשכחת יכול להוביל גם לדימויים אסטרונומיים נשכחים. ליתר דיוק, הזיקוקים המסנוורים בכל אחד מציוריו של ואן גוך מייצגים כוכבים נוצצים ומנצנצים.
אנו חיים בקרקעית אוקיינוס של גזים המורכבים בעיקר מחנקן (78%), חמצן (21%), וארגון (1%) בתוספת שורה של רכיבים אחרים הכוללים מים (0 - 7%), גזי "חממה" או אוזון (0 - 0.01%) ופחמן דו חמצני (0.01 - 0.1%). הוא משתרע כלפי מעלה מעל פני כדור הארץ לגובה של כ -560 מיילים. נראה ממסלול כדור הארץ, האטמוספירה שלנו מופיעה כזוהר כחול רך ממש מעל האופק של כוכב הלכת שלנו. כל דבר שאנחנו רואים שקיים מעבר לכוכב הלכת שלנו - השמש, הירח, כוכבי הלכת הסמוכים, הכוכבים וכל השאר, נצפה דרך המדיום המתערב הזה שאנחנו מכנים את האווירה.
זה כל הזמן בתנועה, משנה צפיפות והרכב. צפיפות האטמוספרה עולה ככל שהיא מתקרבת אל פני כדור הארץ, אם כי זה כלל לא אחיד. זה גם מתנהג כמו פריזמה כאשר האור חוצה. לדוגמא, קרני אור מעוקלות כשהן עוברות באזורים בעלי טמפרטורה שונה, מתכופפות לעבר האוויר הקר יותר מכיוון שהוא צפוף יותר. מכיוון שאוויר חם עולה ואוויר קריר יותר יורד, האוויר נשאר סוער וכך קרני האור מהחלל משנות כיוון ללא הרף. אנו רואים בשינויים הללו נצנוץ כוכבים.
קרוב יותר לקרקע, רוחות קרירות יותר או חמות הנושבות אופקית יכולות גם ליצור שינויים מהירים בצפיפות האוויר המשנים באופן אקראי את המסלול שאור לוקח. לפיכך, רוחות הנושבות מארבע הפינות תורמות גם כן ללעג. עם זאת, האוויר יכול גם לגרום לכוכבים לשנות את המיקוד במהירות ובכך לגרום להם לפתע לעמעם, להבהיר או לשנות צבע. השפעה זו נקראת צמצום.
מעניין לציין כי האוויר יכול להיות בתנועה למרות שאיננו יכולים להרגיש את משב רוחו - כוחות הרוח הגבוהים מעל ראשנו יכולים לגרום גם לכוכבים להתנער. לדוגמה, זרם הסילון, להקה של גלובוס צרים יחסית המשתרע על זרמים הממוקמים כשש עד תשעה מיילים למעלה, משנה את מיקומו ללא הרף. בדרך כלל היא נושבת ממערב למזרח, אך מצבה היחסי של צפון-דרום נותר במצב של עדכון מתמיד. זה יכול לגרום לתנאים אטמוספריים מאוד לא יציבים שלא ניתן לחוש בשטח ועם זאת, זרם הסילון יפיק שמיים מלאים נצנצים אם הוא יזרום על המיקום שלך!
מכיוון שכוכבי לכת קרובים יותר מכוכבים, ניתן לראות את גודלם כדיסק גדול יותר משינוי השבירה הנגרם על ידי סערת הרוחות. לכן לעיתים רחוקות מנצנצים או עושים זאת רק בתנאים הקיצוניים. לדוגמה, גם כוכבי לכת וגם כוכבי לכת נראים דרך שכבות אטמוספירה הרבה יותר עבות כאשר הם נמצאים בקרבת האופק מאשר כאשר הם תקורה. לפיכך, שניהם יתנצנצו וירקדו עם עלייתם או שקיעתם משום שאורם עובר בכמויות אוויר צפופות בהרבה. אפקט דומה מתרחש בעת צפייה באורות עיר רחוקים.
הציוץ שאנו רואים בערבים משובצים כוכבים מוגדל מאות פעמים באמצעות טלסקופ. למעשה, נצנוץ יכול להפחית בצורה משמעותית את יעילותם של מכשירים אלה מכיוון שכל מה שניתן לצפות בהם הוא מחוץ למיקוד, נעות אור נעות באופן אקראי. קחו בחשבון שרוב התצלומים האסטרונומיים נוצרים על ידי החזקת תריס המצלמה פתוח במשך דקות או שעות. בדיוק כמו שאתה צריך להזכיר לנושא שלך לעמוד בשקט בזמן שמצטלם, אסטרונומים רוצים שהכוכבים יישארו ללא תנועה אחרת גם התמונות שלהם נמרחות. אחת הסיבות שמצפה הכוכבים ממוקם על פסגות ההר הוא להפחית את כמות האוויר שהטלסקופים שלהם חייבים להציץ.
אסטרונומים מתייחסים להשפעת הסערה האטמוספרית כאל לראות. הם יכולים למדוד את השפעתו על השקפתם על המרחב על ידי חישוב קוטר הכוכבים הצילומים. לדוגמא, אם ניתן היה לצלם את התמונה של כוכב בחשיפה מיידית, הכוכב, באופן תיאורטי, היה מופיע כנקודת אור אחת מכיוון ששום טלסקופ, עד היום, לא יכול לפתור את הדיסק של הכוכב. עם זאת, צילום תמונות מהמם דורש חשיפה ארוכה ובעוד התריס של המצלמה פתוח, נצנוץ ונצנוץ יגרמו לכוכב לרקוד מסביב ולנוע ולהתמקד במיקוד. מכיוון שהגירציות שלו אקראיות, הכוכב יטה ליצור דפוס עגול שהוא סימטרי מכל צידי מיקומו האמיתי באמצע.
אתה יכול להפגין זאת בעצמך אם יש לך רגע ואתה סקרן. לדוגמה, אם אתה לוקח עיפרון או טוש קסם שקשור בחוט קצר לקוד שננעץ בתוך חתיכת קרטון או נייר כבד מאוד, אז סובב את כלי הכתיבה מבלי להסיר את הסיכה, לאורך זמן היית יוצר משהו ש נראה בערך כמו מעגל. הציור המעגלי שלך יגיע מכיוון שהמחרוזת מגבילה את המרחק המרבי שלך מהסיכה המרכזית. ככל שהמחרוזת ארוכה יותר, כך המעגל גדול יותר. כוכבים מתנהגים כך שכן האור שלהם מתועד בתצלום חשיפה ארוך. ראייה טובה יוצרת מחרוזת אופטית קצרה (ראייה גרועה גורמת למחרוזת להיות ארוכה יותר), המיקום האמיתי של הכוכב הופך לסיכה מרכזית והכוכב מתנהג כמו מכשיר כתיבה שאורו מותיר חותם על שבב ההדמיה של המצלמה. כך, ככל שהראייה ענייה יותר וריקודים שמתרחשים במהלך החשיפה, הדיסק שמופיע בתמונה הסופית גדול יותר.
אז ראייה לקויה תגרום למידות הכוכבים להראות גדולים יותר בתמונות מאלו שצולמו במהלך הראייה הטובה. מדידות רואים נקראות רוחב מלא חצי מקסימום או FWHM. זוהי התייחסות לרזולוציה הזוויתית הטובה ביותר שניתן להשיג באמצעות מכשיר אופטי בתמונת חשיפה ארוכה ומתאימה לקוטר גודל הכוכב. המראה הטוב ביותר יספק קוטר FWHM בערך שניות ארבע-נקודה (.4). אבל אתה צריך להיות ממוקם במצפה כוכבים בגובה רב או באי קטן, כמו הוואי או לה פלמה, כדי להשיג זאת. אפילו במיקומים אלה לעתים רחוקות יש סוג זה של איכות גבוהה במיוחד.
אסטרונומים חובבים חוששים גם הם לראות. בדרך כלל, חובבים חייבים לסבול ראיית תנאים חמורים פי מאות מזו המוצלחת ביותר על ידי מתקנים אסטרונומיים מרוחקים. זה כמו להשוות אפונה לבייסבול במקרים הקיצוניים ביותר. זו הסיבה שתצלומי חובבים של השמיים מככבים בקוטר גדול בהרבה מאלו של מצפים כוכבים מקצועיים במיוחד כאשר אסטרונומים בחצר האחורית משתמשים בטלסקופים באורכי מוקד ארוכים. ניתן לזהות אותו גם בשדה רחב, באורך מוקד קצר, בתמונות לא מקצועיות כאשר הם מוגדלים או נלמדים בזכוכית מגדלת.
חובבים יכולים לנקוט צעדים לשיפור הראייה שלהם על ידי ביטול הפרשי הטמפרטורה בין מקורות החום המקומיים והאוויר שמעל הטלסקופים שלהם. לדוגמה, חובבים בדרך כלל מכינים את כלי הנגינה שלהם בחוץ ממש לאחר השקיעה ונותנים לזכוכית, פלסטיק ומתכת שבתוכם להפוך לאותה טמפרטורה כמו האוויר שמסביב. מחקרים שנעשו לאחרונה הראו שרבים מבעיות הרואים מתחילות ממש מעל המראה הראשית של הטלסקופ. הוכח זרם קבוע ועדין של אוויר העובר מעל המראה הראשונית הוכח כמשפר משמעותית את הראייה הטלסקופית. מניעת עליית חום הגוף מול הטלסקופ מסייעת גם באיתור המכשיר במקום ידידותי תרמית, כמו שדה דשא פתוח, יכולה להביא לתוצאות מפתיעות. טלסקופים פתוחים לצדדים עדיפים גם על אלה עם מראות ראשוניות בתחתית הצינור.
גם אסטרונומים מקצועיים רואים אסטרטגיות שיפור. אבל הפתרונות שלהם נוטים להיות יקרים במיוחד ודוחפים את מעטפת הטכנולוגיה המודרנית. לדוגמה, מכיוון שהאווירה מייצרת בהכרח ראייה לקויה, היא כבר לא מופרכת לשקול להציב מעליה טלסקופ במסלול כדור הארץ. זו הסיבה שטלסקופ החלל האבל הוקם ושוגר מכף קנברל על סיפון מעבורת החלל מתמודד באפריל 1990. למרות שהמראה הראשית בקוטר של כמאה סנטימטרים בלבד, היא מייצרת תמונות חדות יותר מכל טלסקופ הממוקם בכדור הארץ, ללא קשר לגודלו. למעשה, תמונות הטלסקופ החלל האבל הן אמת המידה שעליה נמדדות כל שאר תמונות הטלסקופיות. מדוע הם כה חדים? תמונות האבל אינן מושפעות מהראות.
הטכנולוגיה השתפרה משמעותית מאז הוצב טלסקופ החלל האבל לשירות. במהלך השנים שחלפו מאז השקתו, ממשלת ארה"ב סיווגה את שיטתן לחידוד הראייה של לווייני ריגול המפקחים על כדור הארץ. זה נקרא אופטיקה אדפטיבית וזה יצר מהפכה בתמונות אסטרונומיות.
בעיקרו של דבר, ניתן לבטל את השפעות הראיה אם תדחפו את הטלסקופ או תשנו את המיקוד שלו בכיוון ההפוך הגמור לנאבקים הנגרמים על ידי האווירה. זה דורש מחשבים במהירות גבוהה, מנועי סרוו עדינים ואופטיקה גמישים. כל אלה התאפשרו במהלך שנות התשעים. ישנן שתי אסטרטגיות מקצועיות בסיסיות להפחתת ההשפעות של ראייה לקויה. האחד משנה את עקומת המראה הראשית והשני מזיז את נתיב האור שמגיע למצלמה. שניהם מסתמכים על מעקב אחר כוכב התייחסות בסמוך למצב בו צופה האסטרונום ועל ידי כך שהם מציינים כיצד ההפניה מושפעת על ידי ראיה, מחשבים מהירים ו servomotors יכולים להציג שינויים אופטיים בטלסקופ הראשי. דור חדש של טלסקופים גדולים נמצא בתכנון או בבנייה שיאפשרו לכלים מבוססי קרקע לצלם תמונות שטח המתחרות בטלסקופ האבל.
שיטה אחת כוללת מאות בוכנות מכניות קטנות הממוקמות מתחת ופזורות מעבר לאחור של מראה ראשונית יחסית דקה. כל מוט בוכנה דוחף את גב המראה מעט עד כדי כך שצורתו משתנה דיה בכדי להחזיר את הכוכב הנצפה למרכז מת ובמיקוד מושלם. הגישה האחרת הנהוגה בטלסקופים מקצועיים היא קצת פחות מסובכת. הוא מציג מראה או עדשה קטנה וגמישה הממוקמת קרוב למצלמה, שם חרוט האור קטן יחסית ומרוכז. על ידי הטיה או הטיה של המראה או העדשה הקטנה, באופן שאינו משתלב עם הציוץ של כוכב ההתייחסות, ניתן להיפטר מבעיות. ההתאמות האופטיות ששני הפתרונות יוזמים נעשות ללא הרף לאורך כל הפגישה המתבוננת וכל שינוי מתרחש בשבריר שנייה. בגלל הצלחתן של טכנולוגיות אלה, נחשבים כיום טלסקופים אדירים מבוססי יבשה. אסטרונומים ומהנדסים רואים טלסקופים עם משטחי איסוף קלים גדולים כמו מגרשי כדורגל!
מעניין, לאסטרונומים חובבים יש גישה גם לאופטיקה אדפטיבית פשוטה. חברה אחת, שבסיסה בסנטה ברברה, קליפורניה, הייתה חלוצה בפיתוח של יחידה שיכולה להפחית את ההשפעות של ראייה לקויה או תעלות טלסקופ מוטעות מיושרות. מכשירי האופטיקה האדפטיבית של המשרד פועלים בשילוב עם המצלמות האסטרונומיות שלה ומשתמשים במראה או בעדשה קטנה בכדי להזיז את האור שמגיע לשבב ההדמיה.
האסטרונום פרנק בארנס השלישי דאג גם הוא לראות כאשר ייצר את הדימוי המדהים הזה של צבר כוכבים וערפילית שנמצאים בקבוצת הכוכבים של קסיופיאה. זהו חלק קטן מערפילית הנפש, אשר נקראה כ- IC 1848 ב- J.L.E. קטלוג האינדקס השני של דרייר (IC) (שפורסם בשנת 1908 כתוספת לקטעי הכלים החדשים המקוריים הראשונים של דרייר).
פרנק דיווח כי ראייתו הייתה חיובית והפיק גדלי כוכבים עם FWHM של בין 1.7 ל 2.3 ″ על כל אחת מחשיפות השלושים ואחת וחצי הדקות שלו. שימו לב לגודל הכוכבים בתמונה זו - הם קטנים מאוד ומהודקים. זהו אישור לראייה טובה למדי!
אגב, הצבעים בתמונה זו מלאכותיים. כמו אסטרונומים רבים שנפגעו מזיהום אור מקומי בשעות הלילה, פרנק חשף את תמונותיו באמצעות פילטרים מיוחדים שמאפשרים רק לאור הנפלט על ידי גורמים מסוימים להגיע לגלאי המצלמה שלו. בדוגמה זו, אדום מייצג נתרן, ירוק מזהה מימן וכחול מגלה את נוכחות החמצן. בקיצור, תמונה זו מציגה לא רק איך נראה האזור הזה בחלל, אלא גם במה הוא עשוי.
ראוי לציין גם כי פרנק הפיק תמונה מדהימה זו באמצעות מצלמה אסטרונומית של 6.3 מגה-פיקסל וטלסקופ Ritchey-Chretien בגודל 16 אינץ 'בין התאריכים 2 באוקטובר 2006.
יש לך תמונות שתרצה לשתף? פרסם אותם בפורום האסטרוגרפיה של מגזין החלל או שלחו אותם בדוא"ל, ואנחנו עשויים להופיע בפורום מגזין החלל.
נכתב על ידי R. Jay GaBany
