Сторм Данлоп - Азбука звездного неба
Для фотографирования ярких объектов типа Луны пригодны малочувствительные черно-белые мелкозернистые фотопленки, позволяющие получать очень контрастные негативы, с которых можно делать качественные крупномасштабные фотографии. Для фотографирования более слабых объектов, подобных планетам, нужны более чувствительные пленки; однако многие опытные наблюдатели предпочитают малочувствительные мелкозернистые пленки, хотя необходимые в таком случае длительные экспозиции усложняют процесс гидирования. Цветные пленки по своей природе менее удобны при получении снимков с большим увеличением; кроме того, при длительных экспозициях у них возможно искажение цвета. На некоторых фотопленках небесный фон может получиться зеленым, так как они чувствительны к слабому излучению земной атмосферы, на других, менее чувствительных в этом спектральном диапазоне, фон неба остается черным. (Однако с цветовыми искажениями можно бороться либо с помощью подходящих светофильтров, — чаще всего они нужны при длительных экспозициях, — либо соответствующей обработкой фотопленки в лаборатории.)
При слабой освещенности глаз сравнительно мало чувствителен к цветам, поэтому фотографии, как правило, богаче цветовыми оттенками. Черно-белые фотопленки нечувствительны к красному свету, но очень чувствительны к зеленому; по этой причине оценки звездных величин по фотографиям (фотографические звездные величины) отличаются от визуальных. Фотографии, сделанные через желтый светофильтр (например, Wratten 8)[4], создают изображение, близкое к тому, что видит глаз. Правда, чтобы при использовании фильтров достичь той же предельной звездной величины, что и при фотографировании без светофильтра, необходимы более продолжительные экспозиции.
Одной из проблем астрономической фотографии, на которую часто обращают внимание, является искажение в передаче цвета при фотографировании на цветную пленку. Продолжительность экспозиции при фотографировании небесных тел иногда в сотни раз превышает выдержки, применяемые при обычном фотографировании, однако это не приводит к соответствующему усилению почернения эмульсии. Все стандартные рекомендации по фотографированию на обычную фотопленку исходят из того, что время экспозиции не превышает нескольких секунд. Следовательно, на практике выбор продолжительности экспозиции при фотографировании небесных тел должен производиться не на основании стандартных рекомендаций, а экспериментальным путем, методом проб и ошибок. Поэтому при длительных экспозициях необходимо фиксировать точное время начала и конца экспозиции, а также подробно описывать используемый инструмент и условия наблюдений.
Цветные прозрачные пленки в основном пригодны для широкомасштабного фотографирования созвездии и Млечного Пути. На них вполне реалистически воспроизводится также северное сияние и серебристые облака. Хотя в наши дни высокочувствительные фотоматериалы не редкость, получение цветных негативных изображений небесных тел не получило широкого распространения — в основном в астрофотографии по-прежнему используют черно-белую фотопленку. Самые современные хромогенные пленки, допускающие экспозиции в широком интервале продолжительности, очень удобны при фотографировании звездных полей и объектов, существенно отличающихся по яркости.
Рис. 60. На фотографии созвездия Орион, полученной с экспозицией 25 с (пленка ASA 200, диаметр объектива 50 мм, фокальное отношение f/2,8), различимы примерно те же детали, что и при наблюдении невооруженным глазом.Рис. 61. Окрестности пояса Ориона. Фотография получена на телескопе с объективом диаметром 135 мм при экспозиции 5 мин; при этом использовалась система слежения. По сравнению с предыдущим снимком здесь видно значительно больше звезд в центральной области созвездия Орион.Полученные снимки астрономических объектов лучше проявлять в домашней фотолаборатории, разработав собственную методику проявления и контролируя этот процесс. В специализированных фотолабораториях по вполне понятным причинам это сделать невозможно. Но если вы все же решите отдать пленку на обработку в фотолабораторию, предупредите, чтобы ее не разрезали на кадры, как это обычно делается при изготовлении слайдов. При разрезании кадры могут перепутаться. В любом случае для проведения измерений по определению положения небесных тел нужно знать точно положение края кадра.
ЧАСТЬ ВТОРАЯ.
ИЗУЧЕНИЕ НЕБА
Зодиакальный свет и противосияние
При благоприятных атмосферных условиях перед восходом Солнца на востоке или после захода Солнца на западе удается увидеть зодиакальный свет — слабое вытянутое по небу конусообразное свечение, которое иногда можно спутать с зарей. Так как зодиакальный свет по форме представляет собой часть эллиптической поверхности с центром в Солнце, которая вытянута вдоль эклиптики, то его лучше наблюдать, когда эклиптика расположена выше всего над горизонтом. В Северном полушарии наилучшие условия наблюдения зодиакального света приходятся на весну, когда он виден в западной части неба, и на осень, когда он виден на востоке. Для жителей Южного полушария сезоны наблюдения противоположны. Наблюдатели, находящиеся на экваторе, имеют возможность видеть зодиакальный свет круглый год.
Зодиакальный свет возникает вследствие рассеяния солнечного света частицами космической пыли, в основном сосредоточенными в пространстве между орбитой Земли и Солнцем. Частицы пыли, находящиеся «снаружи» земной орбиты, отражают небольшое количество света назад, в направлении Солнца и Земли. (По мнению ученых, малая интенсивность отраженного космическими пылинками света объясняется их небольшими размерами и очень темным цветом.) Тем не менее в точке эклиптики, диаметрально противоположной Солнцу, заметно слабое светящееся пятно небольших размеров, которое называют противосиянием. Существует очень слабая полоса света, как бы соединяющая области зодиакального свечения и противосияния, но без специального оборудования увидеть ее нелегко, лишь в редких случаях это удается наблюдателям с острым зрением.
Рис. 62. Тонкий конус зодиакального света наиболее заметен, когда эклиптика находится высоко над горизонтом.Самая заметная область зодиакального света сравнима по яркости с центральной частью Млечного Пути. Поэтому ее можно заснять на обычную пленку с помощью неподвижной или следящей фотокамеры при продолжительности экспозиции 10-30 мин. На фотографии вы обнаружите, что область, охваченная зодиакальным светом, у основания значительно протяженнее и шире, чем кажется невооруженному глазу. Чтобы получить более полное представление о распределении зодиакального света, необходимы широкоугольные объективы: по возможости используйте объектив с фокусным расстоянием менее 24 мм (для камеры с 35-миллиметровой пленкой). При фотографировании следите, чтобы фон неба и утренние сумерки не забивали зодиакальный свет и не уменьшали его контрастности. Фотографирование противосияния требует более длительных экспозиций; в остальном же здесь возникают примерно те же трудности, что и при фотографировании зодиакального света. Чтобы получить достаточно хорошее изображение такого слабого и низкоконтрастного объекта, как противосияние, необходимо использовать камеру с широкоугольным объективом.
Рис. 63. Конус зодиакального света в восточной части неба над горизонтом, видимый на фоне созвездия Льва. На фотографии различимы планеты Сатурн, Юпитер и Марс.Зодиакальный свет можно спутать с рядом атмосферных явлений, многие из которых обусловлены свечением пыли, выбрасываемой в верхние слои атмосферы при извержении вулканов. Обычно такие атмосферные свечения, как и сумерки, по фюрме напоминают дугу окружности с центром в Солнце и этим отличаются от специфического распределения зодиакального света, суживающегося в виде конуса.
Полярные сияния
Полярные сияния чаще всего наблюдаются в двух неправильной формы зонах, окружающих северный и южный магнитные полюсы Земли и простирающихся на широтах 60-70°. Полярные сияния иногда называют Северной и соответственно Южной Авророй — в честь римской богини утренней зари. Иногда полярные сияния наблюдались даже в Сингапуре, расположенном вблизи магнитного экватора. Так что, в какой бы точке Земли вы ни находились, не теряйте надежды хоть мельком увидеть это красивейшее явление. Несомненно, полярное сияние видели многие, но не обращали внимания, не подозревая, что они наблюдают.
Рис. 64. Многоярусная картина полярного сияния. Заметны характерные детали, похожие на «шторы», а также отчетливые лучевые структуры.Полярные сияния возникают при вторжении в верхние слои атмосферы заряженных частиц высокой энергии из земной магнитосферы. Сталкиваясь с различными атомами земной атмосферы, они возбуждают их, вызывая свечение. В основном полярные сияния происходят на высотах 100-115 км, но иногда они наблюдаются как гораздо ниже, до 70 км, так и выше — на высоте до 300 км. Были зарегистрированы полярные сияния даже на высоте 1000 км. Заметим для сравнения, что серебристые облака наблюдаются на высоте около 80 км, а метеоры образуются на высотах 50-150 км.
